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失去气层的裸星，又穿上了气层大衣，发生了什么？

来源：科普中国

在一个奇怪的富有熔岩的外星球中，新的大气层正在成型


(相关资料图)

此现象通过哈勃望远镜发现。

天文学家们认为他们发现的一个外星球失去了它的大气层，随后该星球又自己形成了新的大气层。

天文学家根据哈勃空间望远镜于2017年对一颗行星(GJ 1132 b)的观测做了最新的分析，得出上述结论。这颗星球紧紧地围绕着一颗距离地球41光年的红矮星旋转。公转周期是1.5个地球日。在环绕的过程中，它吸收了大量的恒星辐射。目前，天文学家们相信他们看到了继该行星诞生之初形成的第一个大气层消失后，第二个原始大气层形成的迹象。

“这太令人兴奋了！我们确认现在观察到的这个大气层是新生的。这说明这个大气层是该星球的第二个原始大气层。”，莱拉•埃斯特拉在一个报告中说道。埃斯特拉，一位系外行星科学家，是这份报告的共同作者，工作于宇航局的喷气推进实验室(JPL，位于加州)。

该图为艺术家描绘的系外行星GJ 1132 b，它围绕着一颗距离地球约41光年的红矮星运动，可能有熔岩从地壳裂缝中不断渗出。（图片来源：NASA, ESA, 和R. Hurt (红外数据分析中心/加州理工学院)

“我们最初认为，这些处于高度辐射下的行星可能非常无聊，因为我们认为它们失去了大气。” 埃斯特拉说，“但我们用哈勃望远镜观察到这颗行星现的状态，随后震惊地说，‘天呐，那里有大气层。’”

保持大气层不散逸是一件很困难的事。地球能够紧紧抓住它的大气层主要归功于它的磁场，而其他星球就没这么幸运了。例如，火星曾经有一层厚厚的大气层，但大约在40亿年前，绝大多数气体在火星失去它的磁场后逃逸了。同样的事也能发生在系外行星上。这戏剧性的结果是：大气层气体的流失会让比海王星小且富有大气的行星迅速变成一颗地质裸露的星球。

一颗星球在丧失它的大气后，其大小几乎和地球一样，但是它的演变历史完全不同于我们的母星。“有多少类地行星最开始不是类地行星呢？” 马克·斯温(Mark Swain)说。马克·斯温是这项最新研究的第一作者，一位系外行星科学家，同样工作于喷气推进实验室(JPL)。

研究人员认为，GJ 1132 b的演变比失去大气层行星的变化要更进一步。最初，在这个星球失去了富含氢气和氦气的原始大气层后，它变成了一个光秃秃的世界。而根据哈勃望远镜，在目前观测到的状态中，GJ 1132 b被包裹在由氢气、氰化氢气体、甲烷和富含气溶胶的雾混合而成的气体中。这些雾可能类似于地球的烟雾。

为了了解这个星球中正在发生的事情，科学家们正在关注GJ 1132 b与其恒星的密切关系。这颗恒星有极大的引力。它拉着GJ 1132 b的力大到足以使这颗行星的一面始终朝向它。GJ 1132 b和它的恒星的相对运动就如月球绕地球旋转一样。

图中的信息将GJ 1132 b的地表环境与地球和土星最大的卫星-泰坦星的地表环境进行了比较。和地球相比，GJ 1132 b和泰坦星的环境与地球环境有相似之处也有不同之处。（图片来源：NASA/喷气推进实验室-加州理工学院/丽兹贝斯·德拉托雷）

但和月球情况不同，根据这颗星球轨道的特点，研究者推测GJ 1132 b的温度显著上升的原因可能是恒星极大的引力。研究人员认为正是恒星的引力使这颗行星上的火山活动非常活跃。

奇怪的大气层可能是由从星球上熔融的岩石中浸出的气体形成的。天文学家们特别描绘了一个充满岩浆的世界：它被一层薄薄的外壳覆盖着，可能会像鸡蛋一样随着蛋壳破裂而裂开。这种裂缝是由附近恒星的引力拖曳而产生的。裂缝让气体顺利渗出，随后产生第二个大气层。

目前，宇航局计划于今年秋发射詹姆斯·韦布空间望远镜。该望远镜功能强大，能够接收宇宙中的红外线。天文学家希望能够通过这个空间望远镜，观测到GJ 1132 b的温度数据，从而更进一步了解这颗星球表面的情况。

“如果有岩浆池或火山活动，这些区域会更加炎热。”斯韦恩说，“这里将会产生更多的气体，这样的现象将一直能显示星球地质活动的信息。这实在让人激动！”

BY:Meghan Bartels

FY:禾临丰

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关键词： 类地行星 天文学家 研究人员

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