一颗木星大小的行星隐藏着一个大秘密35万英里长的尾巴
WASP-69b正在经历一个永远不会结束的辣妹夏天。这颗巨大的气态系外行星的大小与木星相当,距地球约160光年,它围绕其灼热的主恒星运行得如此之近,以至于它的大气层以每秒20万吨的速度沸腾。
在《天体物理学杂志》今天发表的一项新研究中,由加州大学洛杉矶分校天体物理学家领导的团队发现,当行星的大气层逃逸到太空中时,其宿主恒星的恒星风将其塑造成彗星般的尾巴,尾随行星至少350,000英里——远比之前观察到的时间更长。
加州大学洛杉矶分校博士生、该研究的第一作者达科塔·泰勒(DakotahTyler)表示:“之前研究小组的工作表明,这颗行星正在失去一些大气层,并暗示有一个微妙的尾巴,或者可能根本没有。”“然而,我们现在已经明确地检测到了这条尾巴,并证明它至少比行星本身长七倍。”
WASP-69b于十年前被发现,被称为“热木星”——一颗气态巨行星,其轨道靠近其恒星,摇摇欲坠。事实上,这颗系外行星非常接近,它在不到四个地球日的时间内完成了一个完整的轨道运行;相比之下,距离太阳最近的行星水星的轨道周期为88天。
WASP-69b的恒星不仅用高能辐射剥离了行星的大气层,而且还在物理上将逸出的气体引导到了一条又长又细的尾巴中,这一发现有助于揭示恒星风如何影响如此紧密地绕其恒星运行的行星。研究人员表示,直接研究这种类型的大气质量损失对于准确了解银河系中的行星如何随恒星一起演化至关重要。
“在过去的十年里,我们了解到,大多数恒星都有一颗行星,其绕它们运行的距离比水星绕太阳运行的距离还要近,而且它们大气层的侵蚀在解释我们今天看到的行星类型方面发挥着关键作用,”co说。——作家、加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授埃里克·佩蒂古拉(ErikPetigura)。“然而,对于大多数已知的系外行星来说,我们怀疑大气层流失的时期早已结束。WASP-69b系统是一颗宝石,因为我们有一个难得的机会来实时研究大气质量损失并了解塑造数千个其他行星的关键物理原理。”
早期使用西班牙卡拉阿尔托天文台的3.5米望远镜和圣地亚哥县帕洛马尔天文台的5米望远镜对WASP-69b进行的观测仅显示出一丝尾巴或没有尾巴。在当前的研究中,研究人员使用了夏威夷WMKeck天文台的一台更大的10米望远镜及其名为NIRSPEC的高分辨率摄谱仪,对WASP-69b的详细结构进行了更敏感的观测。逃离大气层。
观测结果显示,WASP-69b逃逸的气体(主要是氢气和氦气)受到辐射和从其主恒星流出的气体(称为恒星风)的影响而被成形并推向地球方向,这种气体被称为数十万英里的恒星风。然后研究人员能够计算出行星正在失去的质量。
佩蒂古拉说:“这些彗星般的尾巴确实很有价值,因为它们是在逃逸的行星大气层撞击恒星风时形成的,从而导致气体被卷回。”“观察如此长的尾巴使我们能够详细研究这些相互作用。”
泰勒表示,尽管炽热的木星正在与它的恒星跳起危险的探戈,但它的大气层不会完全蒸发。
“WASP-69b的质量约为地球的90倍,拥有如此巨大的物质储备,即使失去如此巨大的质量,也不会在其生命周期中对其产生太大影响。在恒星的一生中,它不存在失去整个大气层的危险,”泰勒说。
他补充说:“这个星球在如此极端和充满敌意的环境中所表现出的韧性,对我们所有人来说都是一个强有力的提醒。”“尽管我们可能面临诸多挑战,但我们承受和克服的能力往往远远超出我们的想象。我们的问题可能看起来令人畏惧,但就像WASP-69b一样,我们有能力继续前进。”
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