65光年外的超熱“超級地球”系外行星GJ 1252 b可能根本就沒有大氣層

（神秘的地球uux.cn）據(jù)cnBeta：GJ 1252 b是一顆在2020年被發(fā)現(xiàn)的“超級地球”。天文學家對這顆系外行星進行了仔細觀察，光年發(fā)現(xiàn)它可能有一個非常稀薄的超熱大氣層，或者可能根本就沒有大氣層。系外行星這顆圍繞一顆M型恒星運行的本沒行星是“迄今為止我們對其大氣層有如此嚴格限制的最小的系外行星”，主要作者Ian Crossfield說。氣層他是超級地球一名天文學家和堪薩斯大學的助理教授。
“超級地球”是光年一類不同于我們太陽系中任何行星的行星。它們的超熱質(zhì)量比地球大，但不超過其質(zhì)量的系外行星10倍。這意味著它們的本沒質(zhì)量比地球大，但又比海王星和天王星這樣的氣層冰冷氣態(tài)巨行星輕。它們可以由氣體、超級地球巖石或兩者的光年組合組成。
關鍵事實天文學家通常通過觀察行星在經(jīng)過其宿主恒星前時阻擋了多少光線來發(fā)現(xiàn)和研究系外行星，超熱這種技術被稱為“凌日法”。GJ 1252 b是一顆距離地球約65光年的系外行星，其半徑是地球的1.18倍，于2020年被美國宇航局的凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星（TESS）用這種方法發(fā)現(xiàn)。這項新研究中的天文學家在斯皮策太空望遠鏡退役前對這顆系外行星進行了觀測，并能夠近距離觀察這顆行星和它的大氣。
利用斯皮策望遠鏡，研究小組檢測到了次蝕。這發(fā)生在一顆行星經(jīng)過一顆恒星后面時，行星的光線被阻擋。行星的光線來自于其自身的紅外輻射（或熱量），以及從恒星反射的光線。
尋找宇宙中生命跡象的天文學家們關注系外行星的一些不同細節(jié)。這些細節(jié)中有許多是系外行星和地球之間的比較，因為地球仍然是我們已經(jīng)確認存在生命的唯一行星。
GJ 1252 b并不比地球大多少。然而，它的溫度要高得多，因為它離它的恒星更近。此外，正如天文學家在這項研究中發(fā)現(xiàn)的那樣，它缺乏很多大氣層。
天文學家和研究報告的共同作者、馬克斯-普朗克天文研究所系外行星大氣物理學部主任Laura Kreidberg說：“我們剛剛開始了解巖質(zhì)行星能夠保持其大氣層的頻率，以及在什么情況下。這一測量結果表明，對于最熱的行星，厚厚的大氣層通常不太可能存在。”
為了確定這顆系外行星的大氣層（如果有的話）可能是什么樣的，天文學家測量了GJ 1252 b的紅外輻射，因為它的光線在一次次的日食中被遮擋。這些觀測結果揭示了這顆行星炙熱的白天溫度，估計高達2242華氏度（1228攝氏度）。事實上，GJ 1252 b是如此之熱，以至于金、銀和銅都會在這顆行星上融化。
這個系外行星的預期溫度，與大氣模型相比，表明它的表面壓力可能低于10bar （作為參考，地球的表面壓力約為1bar ）。雖然這顆行星的炙熱溫度將使大氣層難以長期穩(wěn)定，但這顆系外行星可能有一個密度像地球的大氣層，一個密度比地球高10倍的大氣層，甚至沒有任何大氣層。
鑒于其極端的溫度和低的表面壓力，這個團隊的天文學家們預測，GJ 1252 b可能根本沒有大氣層。這是目前科學家對其大氣層有如此清晰認識的最小的系外行星。
GJ 1252b是一顆系外行星，它首先被TESS探測到，然后在2020年望遠鏡任務結束之前，用斯皮策望遠鏡進行了更徹底的調(diào)查。隨著使用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）的進一步探索，研究人員可以對這顆行星的大氣層進行更嚴格的限制，這是一種令人興奮的可能性。
“當時，斯皮策是已知宇宙中唯一能夠進行此類測量的設施。現(xiàn)在，斯皮策已被關閉，但JWST就在那里，在這些波長下，它比斯皮策要敏感得多。因此，我們用斯皮策做的困難的事情，現(xiàn)在我們可以開始用JWST輕松地完成，而且是對更多數(shù)量的巖質(zhì)行星，”Crossfield說。
“JWST的紅外觀測有可能揭示出像這樣的熱的巖石行星的表面特性。不同類型的巖石有不同的光譜特征，所以我們有可能了解到GJ 1252b是由什么類型的巖石構成的，”Kreidberg補充說。
用JWST進一步研究GJ 1252 b對科學家來說是一種令人興奮的可能性，因為確認這樣一顆小而熱的系外行星上有大氣層是非常有趣的，因為探索像這樣一顆完全沒有大氣層的行星的組成也是非常迷人的。
由Crossfield領導的堪薩斯大學的一個小組領導了這項研究，發(fā)現(xiàn)了關于GJ 1252b大氣層的奇怪的新細節(jié)。 這項研究發(fā)表在《天體物理學雜志通訊》上。
相關：我們不知道外星人在哪里，但這里有他們可能不在的地方
（神秘的地球uux.cn）據(jù)cnBeta：在物理學中，大量的時間被用來尋找一些東西，但人們并不知道自己在尋找什么。這是一個自相矛盾的任務，其概括了一些最大規(guī)模的科學努力，像尋找暗物質(zhì)、反物質(zhì)和尋求完成粒子物理學的標準模型。然而這種猜測和檢查的概念在我們對外星生命的追求中尤其存在。
首先，我們有一個基本上是無限的宇宙，可以將我們的望遠鏡對準它并試圖找到外星生物；其次，我們?nèi)祟愔皇煜の覀兯纳?br>不過在周五，科學家們有了一個發(fā)現(xiàn)，他們認為可以極大地縮小對太空生物的復雜搜索。在發(fā)表于《The Astrophysical Journal Letters》的一篇論文中，該團隊解釋了一顆類似地球的行星如何圍繞宇宙中最常見的恒星類型--M型矮星--運行，似乎沒有大氣層。
這意味著也許可以得出結論，圍繞所有其他M型矮星運行的大多數(shù)其他類地行星都沒有大氣層。因此，它們不太可能承載生命--至少是我們所知的生命。
來自加州大學河濱分校的天體物理學家、該研究的共同作者Michelle Hill在一份聲明中說道：“這顆行星的狀況有可能是離這種類型的恒星更遠的行星的一個壞跡象。這是我們將從詹姆斯-韋伯太空望遠鏡中學到的東西，該望遠鏡將觀察像這樣的行星。”
然而Hill提供了一些樂觀的看法，他表示，如果一顆行星離M型矮星足夠遠，那么它 有可能保留大氣層。
回到“尋找未知”這一點上，研究小組的發(fā)現(xiàn)對于這種外星研究來說是至關重要的，因為完成這種任務的最好方法是通過排除法。任何關于這些生物可能生活的地方--或可能不生活的地方--的新數(shù)據(jù)都有助于限制搜索。
這片土地也是水星的未來
科學家們鎖定的這個沒有大氣層的球體的名字叫GJ 1252b。
它比地球略大，這也是它被認為是“類地球 ”的部分原因，但它離它的恒星比我們的星球離太陽要近得多，這意味著它是極度炎熱。據(jù)悉，GJ 1252b的紅外輻射數(shù)據(jù)估計其白天的溫度達到2242華氏度（1228攝氏度），這足以熔化其表面的金、銀和銅的炙熱。
這種過度的熱量再加上假定的低表面壓力是導致研究人員相信GJ 1252b根本沒有大氣層的原因。
“這顆行星的碳可能是地球的700多倍，但它仍不會有大氣層，”加州大學河濱分校的天體物理學家、該研究的共同作者Stephen Kane在一份聲明中說道：“它最初會建立起來，但隨后會逐漸減少并侵蝕掉。”另外，這個異國世界似乎在每一個地球日都要圍繞其恒星運行兩次。
“來自恒星輻射的壓力是巨大的，足以將一個行星的大氣層吹走，”Hill說道。
在我們自己的太陽系中，研究小組將GJ 1252b的現(xiàn)狀跟水星的最終命運進行了比較。
水星比地球更接近太陽，這意味著它像GJ 1252b一樣熱，并且它的大氣層非常薄。由于這個星球的高溫，那些稀疏的大氣層原子很快就逃到了太空中。與此類似，地球也會隨著時間的推移而失去一些大氣層，但像火山排放這樣的事件可以補充我們家園失去的保護層。這也有助于我們的星球離太陽更遠一些，因此更冷。
就這些關于M型矮星的結論可能達到的程度而言，僅在地球附近就有5000顆恒星--其中大部分是M型矮星。這將刪除很多尋找地外生命的選擇，但我們也必須考慮到，在我們的太陽附近也有約1000顆跟太陽相似的恒星。并且，這只是我們在宇宙中的一般角落--宇宙海洋中的一個單一分子。所以，我們?nèi)祟惾匀徊恢劳庑侨嗽谀睦铮ㄎ凰麄兪且粭l漫長的道路。

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