天文学家称GJ367b是另一个围绕红矮星运行的死亡世界

红矮星系外行星的宜居性是空间科学的热门话题。这些昏暗的小恒星拥有许多系外行星，其中包括地球大小的小型岩石行星。但这些小恒星会发出极其强大的耀斑，可能会破坏和剥离大气层。

如果我们想要了解红矮星的宜居性，我们就需要了解围绕它们运行的​​系外行星的大气层。

在新的研究中，天文学家研究了经常提到的系外行星GJ367b的大气层，但什么也没发现。这颗行星很可能早已失去了它所拥有的所有挥发物，而其绕行的红矮星就是罪魁祸首。

Gliese367是一颗红矮星(M矮星)，距离我们约30光年，有三颗已知的系外行星绕其运行。天文学家于2021年利用NASA的TESS(凌日系外行星勘测卫星)发现了GJ367b及其兄弟姐妹。GJ367b是一颗超短周期行星，仅需7.7小时即可完成一个轨道，并且很可能被潮汐锁定在其恒星上。它距离红矮星如此之近，以至于它接收到的辐射比地球接收到的太阳辐射多数百倍。其表面的所有辐射意味着其白天温度约为1,500°C(1,770K;2,730°F)。

GJ367b是一个次地球，半径约为地球半径的72%。但它的密度非常大，几乎是地球密度的两倍。科学家认为它主要是铁，其外层硅酸盐层已被剥离。它有时被称为铁行星。

与其他恒星相比，红矮星周围的系外行星更容易被发现，因为它们更暗、更小。这有助于使用凌日法和视向速度法寻找行星。因此，研究它们是有意义的，因为它们数量如此之多，而且我们可以看到如此之多。

在一篇尚未发表的新论文中，研究人员用詹姆斯·韦伯太空望远镜的中红外仪器(MIRI)检查了GJ367b。论文称“GJ367b是一个黑暗、炎热、无空气的地下行星”。该书现已预印，已发布到arXiv服务器上，作者是芝加哥大学天文学与天体物理学系的博士后Michael张。

论文的标题给出了结论，但细节很有趣。

GJ367b永远不适合居住，因为它离恒星太近了。但天文学家对围绕红矮星(M矮星)运行的系外行星非常感兴趣。一方面，红矮星数量众多;另一方面，红矮星数量众多。银河系中一半的恒星可能是红矮星，甚至远不止于此。因此，我们银河系中的大部分系外行星可能都围绕着红矮星运行，行星猎人已经在红矮星周围发现了大量的系外行星。

作者写道：“绕M矮星运行的小型岩石行星是否可以拥有大气层对于宜居性至关重要。”红矮星行星比类太阳恒星更容易研究，因为红矮星更暗且更小。像太阳这样更大、更亮的恒星可以淹没系外行星的大气层。但当谈到红矮星系外行星的潜在宜居性时，有一头大象悄然进入了房间：耀斑。

至少一位研究系外行星大气层的科学家认为，我们距离消除红矮星的宜居性只有几年的时间了。他的名字叫路易斯·韦尔班克斯博士，亚利桑那州立大学的系外行星科学家。图片来源：今日宇宙

研究人员解释说：“然而，长期以来人们一直认为，M矮星的高能辐射、耀斑和长前主序带会剥离行星大气层;这种情况发生的程度是一个积极研究的课题。”

它之所以成为一个如此活跃的研究领域，是因为人们对大气层形成背后的基本机制知之甚少。有两种机制：行星形成期间的挥发物传递和年轻岩浆海洋行星冷却和凝固时的挥发物释放。还有两种机制可以剥离大气层，它们也需要更多的研究：光蒸发和恒星风蚀。

有很多东西需要学习，而这正是这项研究正在努力解决的问题。“通过观察M矮行星并确定哪些(如果有的话)存在大气层，我们可以建立一个经验基准样本，可用于校准大气质量损失模型，”作者清楚而明确地指出。

研究人员检查了GJ367b的日侧发射光谱，以确定其表面由什么构成以及存在什么类型的大气层(如果有的话)，即使它只是一层稀薄而稀薄的大气层。他们得出的结论是，这颗行星的反照率为零，没有热量再循环，也没有大气层。

“GJ367b是第一个进行热表面观测的地下卫星，”张和他的合著者写道。“这些观测结果表明，这颗行星没有可探测到的大气层，没有热量重新分布，并且MIRI带通中的黑暗表面(AB≈0.1)具有黑体发射光谱。”

“缺乏热量重新分布排除了多种成分的≳1bar气氛，而发射光谱排除了某些成分的甚至更稀薄的气氛，”作者解释道。相比之下，地球大气层在海平面的压力约为1巴。

GJ367b缺乏大气层并不令人意外。那是因为它位于所谓的“宇宙海岸线”之上。宇宙海岸线是对将所有行星连接在一起的统计趋势的隐喻。当我们比较行星从恒星接收到的光以及行星大气层逃逸到太空的容易程度时，就会出现一条分界线。

作者解释道：“考虑到这颗行星远高于‘宇宙海岸线’，缺乏大气层并不奇怪，尽管这对于测量M型矮岩行星的大气层来说并不是最好的消息。”

GJ367b永远不适合居住。它离它的恒星太近了。但这仍然是重要的数据，有助于科学家更好地了解系外行星的大气层。如果我们要了解红矮星的宜居性，我们需要更多类似的数据。

作者总结道：“我们鼓励JWST对靠近或低于宇宙海岸线的行星进行观测，以了解哪些(如果有的话)绕M矮星运行的岩石行星拥有大气层。”

那么M矮星宜居性的前景如何呢?越来越多的证据表明，在系外行星的宜居性方面，红矮星并不是很好的伙伴。由于它们非常暗淡，因此它们的宜居带更近。这意味着红矮星宜居带中的系外行星会遭受强烈的耀斑，这会破坏大气层并使它们的表面沐浴在强烈的辐射中。