像彗星一样的行星 超过35万英里的“长尾巴”(图)
宇宙中存在不属于慧星却有尾巴的天体。(图片来源:Adobe Stock)
在浩瀚的宇宙中,行星的样貌远比人类过去想像的更加多样,有些行星甚至会拖着一条宛如彗星般的“尾巴”。天文学家研究指出,一颗名为WASP-69 b的系外行星呈现出这样罕见的现象,它在绕行恒星运转时,身后拖着一条由气体形成的长尾。
这项发现为研究行星大气如何流失,以及恒星与行星之间的互动关系,提供了重要线索。
极端环境中的气态巨行星 热木星
据NASA报导,WASP-69 b属于天文学家所称的“热木星”,这类行星体积巨大,主要是由气体构成,并且以非常接近恒星的距离运行,因此表面环境极为炙热。
由于距离母恒星很近,强烈的恒星辐射会加热行星的外层大气,使其中较轻的气体,像是氢与氦会逐渐逸散到太空。这种过程被称为光致蒸发。换句话说,恒星的辐射正慢慢将行星外层的大气吹走。
不过,这些逃逸的气体并不是均匀地向四周散开,而是在另一种宇宙力量的作用下形成独特形态。
恒星风塑造的气体长尾
造成行星“尾巴”的关键是来自恒星的恒星风,恒星风是由恒星外层大气(也就是日冕)向外喷出的带电粒子流。在太阳系中,太阳风与地球磁场互动时,会产生壮丽的极光。
在WASP-69 b的环境中,恒星风会把行星外层大气逃逸出的气体推向后方,形成一条从行星轨道后方延伸的气体尾巴,研究团队将这种结构比喻为彗星的尾巴。
研究第一作者达科塔·泰勒指出,如果恒星风变弱,行星仍然会流失大气,但气体可能只会以接近球形的方式均匀扩散。当恒星风变强时,这些气体就会被拉伸成明显的尾巴。他将这种变化比喻为风向袋,微风时形状松散,风力增强时就会被拉出明显的方向。
长度至少达行星半径7.5倍
研究团队观测到的尾巴长度相当惊人,已测得的气体尾巴长度至少是行星半径的7.5倍,超过35万英里,而这个数字可能仍然只是下限。由于观测必须在望远镜能接收到讯号的时间内完成,研究人员无法确定尾巴真正的完整长度,因此它可能比目前测量的还要更长。
此外,由于尾巴的形状与大小受到恒星风影响,而恒星活动本身会随时间变化,因此这条气体尾巴也可能持续改变。
行星正在流失气体,但不会消失
这颗行星确实正在失去大气。研究估计WASP-69 b每秒大约流失20万吨的气体。这听起来很惊人,但在宇宙尺度上,其实并不足以让这颗行星迅速消失。
平均计算,这颗行星每过10亿年才会失去相当于地球质量的物质。由于这一恒星系统的年龄约为70亿年,以此推算下来,这颗行星至今可能已经流失相当于七个地球质量的气体。即便如此,这样的速度仍不足以让整颗行星被完全剥离。