這位藝術(shù)家的插圖顯示了一顆行星(黑色剪影)從紅矮星AU Microscopii前面經(jīng)過。這顆行星非常靠近爆發(fā)的太空恒星，猛烈的望遠(yuǎn)北京外圍（外圍模特）電話微信181-2989-2716誠(chéng)信外圍，十年老店恒星風(fēng)和熾熱的紫外線輻射正在加熱這顆行星的氫氣大氣層，導(dǎo)致它逃逸到太空中。鏡觀這顆行星的星打直徑是地球的四倍，它正在慢慢蒸發(fā)它的哈勃大氣層，沿著它的太空軌道直線延伸。這個(gè)過程最終可能會(huì)留下一個(gè)巖石內(nèi)核。望遠(yuǎn)這幅插圖是鏡觀基于哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的測(cè)量結(jié)果。鳴謝:uux.cn/美國(guó)航天局、星打歐空局和約瑟夫·奧姆斯特德(STScI)
（神秘的哈勃地球uux.cn）據(jù)美國(guó)宇航局：一顆年輕的行星圍繞著一顆任性的紅矮星旋轉(zhuǎn)，一圈一圈地以不可預(yù)測(cè)的太空北京外圍（外圍模特）電話微信181-2989-2716誠(chéng)信外圍，十年老店方式變化著。它離母恒星如此之近，望遠(yuǎn)以至于它經(jīng)歷了持續(xù)不斷的鏡觀能量爆發(fā)，蒸發(fā)了它的星打氫大氣層——導(dǎo)致它從行星上噴出來(lái)。
但在美國(guó)宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的一個(gè)軌道上，這顆行星看起來(lái)沒有失去任何物質(zhì)，而一年半后哈勃觀測(cè)的軌道顯示出大氣損失的明顯跡象。
軌道之間的極端可變性震驚了天文學(xué)家。新罕布什爾州漢諾威達(dá)特茅斯學(xué)院的Keighley Rockcliffe說(shuō):“我們從未見過當(dāng)一顆行星從它的恒星前面經(jīng)過時(shí)，大氣逃逸在這么短的時(shí)間內(nèi)從完全不可探測(cè)到變成非常可探測(cè)到。”“我們真的期待一些非常可預(yù)測(cè)、可重復(fù)的東西。但結(jié)果很奇怪。當(dāng)我第一次看到這個(gè)的時(shí)候，我想‘這不可能是對(duì)的。’"
羅克克利夫同樣困惑地看到，當(dāng)它被探測(cè)到時(shí)，行星的大氣層在行星前面膨脹，就像一列快速行駛的火車上的前燈。“這種坦率而奇怪的觀察有點(diǎn)像行星進(jìn)化的建模和物理學(xué)的壓力測(cè)試案例。這一觀察非常酷，因?yàn)槲覀冮_始探索恒星和行星之間的這種相互作用，這確實(shí)是最極端的情況，”她說(shuō)。
距離地球32光年的母星AU Microscopii (AU Mic)擁有一個(gè)迄今為止觀測(cè)到的最年輕的行星系統(tǒng)。這顆恒星的年齡不到1億歲(是我們太陽(yáng)年齡(46億歲)的很小一部分)。最里面的行星AU Mic b的軌道周期為8.46天，距離恒星僅600萬(wàn)英里(約為水星距離太陽(yáng)的1/10)。這個(gè)膨脹的氣態(tài)世界大約是地球直徑的四倍。
AU Mic b于2020年由美國(guó)宇航局的斯皮策和TESS(凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星)太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)。它是通過凌日方法發(fā)現(xiàn)的，這意味著當(dāng)行星從它面前穿過時(shí)，望遠(yuǎn)鏡可以觀察到恒星亮度的輕微下降。
像AU Microscopii這樣的紅矮星是我們銀河系中最豐富的恒星。因此，它們應(yīng)該是我們銀河系中大多數(shù)行星的宿主。但是像AU Mic b這樣圍繞紅矮星運(yùn)行的行星能適合生命存在嗎？一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是，年輕的紅矮星有兇猛的恒星耀斑爆發(fā)毀滅性的輻射。這一高度活躍期比像太陽(yáng)這樣的恒星持續(xù)的時(shí)間要長(zhǎng)得多。
耀斑是由強(qiáng)烈的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的，這些磁場(chǎng)被恒星大氣的翻滾運(yùn)動(dòng)所纏繞。當(dāng)糾纏變得過于激烈時(shí)，場(chǎng)會(huì)斷裂并重新連接，釋放出巨大的能量，比我們的太陽(yáng)在爆發(fā)時(shí)釋放的能量多100到1000倍。這是一場(chǎng)猛烈的焰火表演，狂風(fēng)、耀斑和X射線摧毀了任何靠近恒星的行星。“這創(chuàng)造了一個(gè)真正不受約束的，坦率地說(shuō)，可怕的恒星風(fēng)環(huán)境，影響著地球的大氣層，”羅克克利夫說(shuō)。
在這種炎熱的條件下，在恒星誕生的前一億年內(nèi)形成的行星應(yīng)該經(jīng)歷了最多的大氣逃逸。這最終可能會(huì)徹底剝奪一顆行星的大氣層。
“我們想找出哪種行星能夠在這些環(huán)境下生存。當(dāng)明星落定后，他們最終會(huì)是什么樣子？最終會(huì)有適合居住的機(jī)會(huì)嗎，或者它們最終會(huì)變成燒焦的行星嗎？”羅克克利夫說(shuō)。“它們最終會(huì)失去大部分大氣層，幸存的核心變成超級(jí)地球嗎？我們真的不知道那些最終的成分是什么樣的，因?yàn)槲覀兊奶?yáng)系中沒有這樣的東西。”
雖然恒星的眩光使哈勃無(wú)法直接看到這顆行星，但望遠(yuǎn)鏡可以測(cè)量恒星表觀亮度的變化，這種變化是由氫氣從行星中釋放出來(lái)并在行星經(jīng)過恒星時(shí)使星光變暗引起的。大氣中的氫被加熱到脫離地球引力的程度。
AU Mic b大氣流出量前所未見的變化可能表明宿主紅矮星爆發(fā)的快速和極端可變性。有如此多的可變性是因?yàn)檫@顆恒星有許多旋轉(zhuǎn)的磁力線。在行星的一次凌日過程中，氫的丟失可能是因?yàn)?小時(shí)前看到的強(qiáng)大的恒星耀斑，可能已經(jīng)將逃逸的氫光電離到對(duì)光透明的程度，因此無(wú)法檢測(cè)到。
另一種解釋是，恒星風(fēng)本身正在塑造行星外流，使其在某些時(shí)候可觀測(cè)到，而在其他時(shí)候不可觀測(cè)到，甚至導(dǎo)致一些外流在行星本身之前“打嗝”。研究人員說(shuō)，這在一些模型中得到了預(yù)測(cè)，比如加州大學(xué)圣克魯斯分校的約翰·麥肯和露絲·默里-克萊的模型，但這是第一種觀察到的證據(jù)，表明這種情況正在發(fā)生，而且達(dá)到了如此極端的程度。
哈勃望遠(yuǎn)鏡對(duì)更多AU Mic b凌日的后續(xù)觀測(cè)將為恒星和行星的奇怪變化提供更多線索，進(jìn)一步測(cè)試系外行星大氣逃逸和演化的科學(xué)模型。
洛克克利夫是《天文學(xué)雜志》上發(fā)表的科學(xué)論文的第一作者。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡是美國(guó)宇航局和歐洲航天局之間的國(guó)際合作項(xiàng)目。位于馬里蘭州格林貝爾特的美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心負(fù)責(zé)管理這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡。位于巴爾的摩的太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所(STScI)負(fù)責(zé)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)操作。STScI由位于華盛頓特區(qū)的大學(xué)天文學(xué)研究協(xié)會(huì)為美國(guó)航天局運(yùn)作。