一些系外行星似乎正在失去大气层并不断缩小。在使用美国宇航局退役的开普勒太空望远镜进行的一项新研究中，天文学家发现了可能原因的证据：这些行星的核心正在从内到外推开它们的大气层。

NASA一些系外行星正在缩小的可能原因

系外行星(太阳系外的行星)有多种大小，从小型岩石行星到巨大的气态巨行星。

中间是岩石超级地球和具有蓬松大气的更大的亚海王星。但科学家们一直在努力更好地了解尺寸在地球大小1.5到2倍之间(或介于超级地球和亚海王星之间)的行星，这是明显的缺失，即“尺寸差距”。

加州理工学院/IPAC研究科学家杰西·克里斯蒂安森(JessieChristiansen)表示：“科学家们现已确认发现了超过5,000颗系外行星，但直径在地球直径1.5至2倍之间的行星比预期要少。”《天文学杂志》上这项新研究的作者。

“系外行星科学家现在有足够的数据表明这种差距并非偶然。正在发生的一些事情阻碍了行星达到和/或保持在这个大小。”

研究人员认为，这种差距可以用某些亚海王星随着时间的推移失去大气层来解释。如果行星没有足够的质量和引力来保持其大气层，这种损失就会发生。因此，质量不够的亚海王星会缩小到超级地球的大小，从而在两个行星大小之间留下差距。

但这些行星到底是如何失去大气层的仍然是个谜。科学家们已经确定了两种可能的机制：一种称为核心动力质量损失;另一种称为核心动力质量损失。另一个是光蒸发。该研究发现了支持第一个观点的新证据。

解开谜团

克里斯蒂安森说，当行星炽热核心发出的辐射随着时间的推移将大气层推离行星时，就会发生核心驱动的质量损失，“并且辐射从下方推动大气层”。

对行星间隙的另一种主要解释是光蒸发，当行星的大气层基本上被其主恒星的热辐射吹走时，就会发生光蒸发。在这种情况下，“来自恒星的高能辐射就像冰块上的吹风机一样，”她说。

虽然光蒸发被认为发生在行星诞生后的最初1亿年，但核心驱动的质量损失被认为发生得更晚——接近行星诞生后的10亿年。但无论采用哪种机制，“如果你没有足够的质量，你就无法坚持下去，你就会失去大气层并缩小，”克里斯蒂安森补充道。

在这项研究中，Chistiansen和她的合著者使用了NASAK2(开普勒太空望远镜的一项扩展任务)的数据来观察Praesepe和Hyades星团，它们的年龄有6亿至8亿年。由于行星通常被认为与其主恒星年龄相同，因此该系统中的亚海王星将超过可能发生光蒸发的年龄，但还不足以经历核心驱动的质量损失。

因此，如果研究小组发现Praesepe和Hyades中有很多亚海王星(与其他星团中的较老恒星相比)，他们就可以得出结论，光蒸发没有发生。在这种情况下，核心驱动的质量损失最有可能解释质量较小的亚海王星随着时间的推移会发生什么。

在观察Praesepe和Hyades时，研究人员发现这些星团中近100%的恒星在其轨道上仍然有一颗亚海王星行星或候选行星。从这些行星的大小来看，研究人员认为它们保留了大气层。

这与K2观测到的其他较老的恒星(年龄超过8亿岁的恒星)不同，其中只有25%有亚海王星绕轨道运行。这些恒星的年龄较大，更接近被认为发生核心驱动质量损失的时间范围。

根据这些观察，研究小组得出结论，Praesepe和Hyades不可能发生光蒸发。如果有的话，它就会在数亿年前发生，而这些行星将几乎没有大气层(如果有的话)。这使得核心驱动的质量损失成为这些行星大气层可能发生的情况的主要解释。

克里斯蒂安森的团队花了五年多的时间来构建该研究所需的候选行星目录。但她说，这项研究还远未完成，目前对光蒸发和/或核心驱动质量损失的理解可能会发生变化。在任何人都可以宣布这个行星差距之谜一劳永逸地解决之前，这些发现可能会受到未来研究的检验。

这项研究是使用美国宇航局系外行星档案馆进行的，该档案馆由帕萨迪纳的加州理工学院根据与美国宇航局的合同运营，是系外行星探索计划的一部分，该计划位于美国宇航局南加州的喷气推进实验室。JPL是加州理工学院的一个部门。