哈勃望远镜看到一颗愤怒的恒星和一颗蒸发的行星

By Monisha Ravisetti

2023/7/30

Science & Astronomy

这几乎像一个恒星孩子有时心情糟糕并把它带出去到一个附近的压力球上一样。

艺术家的插图，描绘一颗行星在红矮星前过境。在靛蓝中行星的大气层似乎正在“吹走”。 (Image credit: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI))

     刚好距离我们的太阳系大约32光年（从宇宙角度讲这是非常接近的），一颗名为AU Microscopii的愤怒红矮星绝对正在折磨它自己的行星之一AU Microscopii b。一点一点的，恒星兽似乎正在用它的高能辐射掏空这个世界的大气层。至少但对我们太空观测者幸运的，多亏了美国宇航局的值得信赖的哈勃太空望远镜，科学家们周四（7月27日）宣布了他们已经对这场星际噩梦赚了一个重要的新观望。    以一种方式，这些新的哈勃结果可能对天文学领域有一个双重影响：它们能告诉我们关于系外行星正在经历一种大气层蒸发同时也赋予我们一个更好了解可能不停的拔掉这些大气层的恒星。

测量直径只有地球的四倍左右的恐惧的行星AU Mic b有这个滋生的离它的恒星------一个恰好如此发生被归类为红矮星的球体我们宇宙中是最极端的恒星体之一------只有大约600万英里（960万公里）的不幸。例如，研究已经表明甚至是像这样最安静的红矮星仍然比我们炽热的太阳更狂野。但这还不是全部。让事情更激烈的是AU Mic的活力性因它是在那里的最年轻的恒星之一加剧。

达特茅斯学院哈勃新发现和系外行星研究员研究的第一作者开弗雷洛克利夫告诉太空网站， “它有2300万岁老 ------这是非常非常年轻，基本上是一颗蹒跚学步的恒星，恒星天文学家很兴奋，因为AU Mic是一颗红矮星------银河系中最常见的恒星类型------年轻、发脾气年份的一个例子可能像的”。

推断的力量

基本上，由于哈勃位于地球轨道中，它能通过捕捉星光识别当一颗遥远的行星何时在它的宿主恒星和我们的行星之间过境。

这样的一个通过使手上的恒星在一瞬间更黯淡，提醒凡是正在观看的人某些东西一定已经创造了这种光下降。事实上，这种推断的机制实际上是科学家在2020年开始定位AU Mic b的方式。然而，不是哈勃望远镜而是美国宇航局的斯皮策和泰斯（TESS）太空望远镜在第一次接触上有信誉。不过，现在，哈勃望远镜来声称它自己的AU Mic系统的发现。

当洛克利夫和其他研究人员用哈勃望远镜观测AU Mic b时，他们看到了远不止仅是常规过境星光变暗的。与这种变暗相关的一些光波告诉他们，造成下跌的是比行星本身远更深的。太深了。而且，这种物质字面上似乎正被拉在行星的前头。太远了。缩小，它几乎看起来像AU Mic b比预期的更早离开一样，并且以一种不稳定的格式。

唯一的解释？嗯，他们正在观察离这个世界核如此遥远的行星物质以至于它不得不引力上从这颗行星逃逸。或者正如洛克利夫所说，它一定已经正在“吹走！”

她说，“我记得当我第一次用我们的哈勃数据创建这颗行星的光度曲线时，看到过境很好发生在预测的行星过境之前，我立刻想到'好吧，我肯定犯了一个错误。但是，无论我从不同的方法重新做了多少次分析，结果都是相同的”。

假定的，这种行星大气层的一群走开是由于红矮星的超高能耀斑------想想我们的太阳耀斑乘以一千倍------用辐射炸这颗行星。

尽管由于一个咄咄逼人的宿主恒星这种大气层逃逸过程并不新鲜，但洛克利夫解释说，使这种观测如此新颖的是它是科学家第一次在一颗普通的古老行星上目睹这种脱落。

她说，“AU Mic b是很特别的，因为它毕竟不特别！这是星系中最典型的系外行星恒星系统的年轻阶段的一个例子，因此赋予我们大气层逃逸在这个非常关键和非常常见的一颗系外行星系统形成时期看起来像的重要的探究”。

例如，这种大气层蒸发的第一次观测是与被称为“热木星”的世界，这是我们银河系中最罕见的系外行星。它们有点像木星的分身，除了非常（非常）热，因为它们离恒星如此近。但这里的重点是我们所知道的热木星并不多。

为放进这种观点，洛克利夫解释说，用这些信息来解码这种机制就像是“用一个经济富裕的人的体验来推断中产阶级的典型体验一样”。

它只不会是准确的。

但现在我们有关于AU Mic b的这些新的哈勃观测，也许我们正在朝向更多了解关于正常恒星的日常生活、考验和磨难的途径上。

艺术家的10个热木星世界的印象。. (Image credit: NASA/ESA)

现在的呢?

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洛克利夫解释说， “大气层逃逸， 潜在的是大多数系外行星最影响力的演变过程之一”。

本质上，这项工作可以帮助科学家解码我们太阳系以外的世界是像什么样子，在那里它们居住并也许创造帮助我们写出它们的传说的指南。

洛克利夫补充说，科学家们仍在试图回答的问题之一是回答关注系外行星可能如何失去它们的大气层。她说，“对系外行星天文学家，除了许多其他事情之外，什么机制主要驱动这种大气逃逸？是从恒星的强烈高能辐射加热还是新形成的炽热行星核从内到外加热大气层？”

例如，关于最近在AU Mic b上观测到的大气层逃逸的一个奇怪事情是它似乎是出错的。这几乎就像恒星有时会心情糟糕并把它带出去到行星上但其他时候它只是令人不寒而栗一样。

洛克利夫说，“我的意见或直觉正在告诉我，这种行为内在的被大气层与AU Mic恒星风的相互作用系在一起， AU Mic的恒星风可能正随它与大气层相互作用造成湍流，造成氢气的这种时变打嗝”。

     有趣的是，她也有一些至于这颗行星可能看起来像离哈勃望远镜孤立的点数十亿年一样的理论------尽管它们仍然是初步的。一方面，如果这个世界完全的剥离了它的大气层并分解成它的裸露骨头，它最终可能会看起来像某些水星一样的东西。但另一方面，如果它能保持它的较低的大气层，我们可能为一个海王星的复制品储存。

但真的，只有时间（当然还有更多的哈勃观测）将告诉的。

此外，在恒星演化领域，这些发现可以帮助天文学家了解年轻的红矮星与我们的太阳甚至它们的更老对手有什么共同点、没有共同点。

她说，“这是我们第一次已经看到行星的外流流出在像这个之前。甚至现在，有我已经完全做错了某些东西的这种存在主义的恐惧。但我相信我的合著者来捕捉我可能犯的错误，我相信我采取的各种来证明这个结果的方法是准确的”，特别呼吁她的顾问伊丽莎白牛顿（Elisabeth Newton）在工作中有的角色。“这已经意味这个世界能够与如此伟大的科学家一起来做如此酷的科学并在她已经创造的环境内。

接下来，该团队希望用哈勃望远镜来更详细地研究那些诡异的可变大气层逃逸“打嗝”，潜在的詹姆斯韦伯太空望远镜。

关于这项工作的一篇论文7月27是发表在The Astronomical Journal。