NASA揭开系外行星神秘变小之谜

NASA揭开系外行星神秘变小之谜一项新的研究可以解释介于超级地球和亚海王星之间的"失踪"系外行星。一些系外行星似乎正在失去它们的大气层并逐渐缩小。在一项利用美国宇航局退役的开普勒太空望远镜进行的新研究中，天文学家发现了可能原因的证据：这些行星的核心正在由内而外地挤走它们的大气层。系外行星的大小差距系外行星（太阳系外的行星）有各种各样的大小，从小型岩石行星到巨大的气态巨行星。介于两者之间的是岩石质地的超级地球和具有浮肿大气层的较大的亚海王星。但是，科学家们一直在努力更好地了解那些大小介于地球1.5倍到2倍之间（或者介于超级地球和亚海王星之间）的行星，但其中有一个明显的缺失--"大小差距"。Caltech/IPAC研究科学家杰西-克里斯蒂安森（JessieChristiansen）说："科学家们现在已经确认探测到了5000多颗系外行星，但是直径在地球1.5倍到2倍之间的行星比预期的要少。系外行星科学家现在有足够的数据来说明这种差距并非侥幸。有什么东西在阻碍行星达到和/或保持这种大小"。这幅艺术家的概念图展示了亚海王星系外行星TOI-421b可能的样子。在一项新的研究中，科学家们发现了新的证据，表明这类行星是如何失去大气层的。图片来源：NASA、ESA、CSA和D.Player(STScI)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而失去大气层来解释。如果行星没有足够的质量，也就是没有足够的引力来维持其大气层，就会出现这种损失。因此，质量不够大的亚海王星会缩小到与超级地球差不多大小，从而在两种大小的行星之间留下了差距。但这些行星究竟是如何失去大气层的，一直是个谜。科学家们已经确定了两种可能的机制：一种叫做核心动力质量损失；另一种叫做光蒸发。这项研究发现了支持第一种机制的新证据。这段视频解释了系外行星或太阳系外行星主要类型之间的区别。资料来源：NASA/JPL-加州理工学院解开谜团克里斯蒂安森说："当行星炙热内核发出的辐射随着时间推移将大气层推离行星时，就会发生由内核驱动的质量损失。行星间隙的另一个主要解释是光蒸发，即行星的大气层基本上被其主恒星的热辐射吹散。在这种情况下，来自恒星的高能辐射就像吹风机吹在冰块上一样。""光蒸发被认为发生在行星最初的一亿年里，而由核心驱动的质量损失被认为发生得更晚--接近行星生命的10亿年。但无论是哪种机制，如果没有足够的质量，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。这张信息图详细介绍了系外行星的主要类型。科学家们一直致力于更好地理解介于超级地球和次海王星之间的行星的"大小差距"或明显缺失。资料来源：NASA/JPL-加州理工学院通过观测发现证据在这项研究中，奇斯蒂安森和她的合著者使用了美国宇航局开普勒太空望远镜扩展任务K2的数据，观察了年龄在6亿到8亿年之间的Praesepe星团和Hyades星团。由于一般认为行星的年龄与其宿主恒星的年龄相同，因此该星系中的亚海王星已经过了可能发生光气蒸发的年龄，但还没有老到经历核心动力质量损失的程度。因此，如果研究小组发现普雷塞佩和哈迪斯（Hyades）中有大量的亚海王星（与其他星团中的老恒星相比），他们就可以得出结论：光汽化并没有发生。在这种情况下，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的是核心动力质量损失。在观测Praesepe星团和Hyades星团时，研究人员发现这些星团中几乎100%的恒星轨道上仍有一颗亚海王星或候选行星。从这些行星的大小来看，研究人员认为它们还保留着大气层。这幅插图描绘的是美国宇航局的系外行星猎手--开普勒太空望远镜。该机构于2018年10月30日宣布，开普勒的燃料耗尽，将在远离地球的当前安全轨道上退役。开普勒留下了2600多个系外行星发现。资料来源：美国国家航空航天局/温迪-斯坦泽尔/丹尼尔-拉特这与K2观测到的其他更古老的恒星（年龄超过8亿岁的恒星）不同，其中只有25%的恒星拥有亚海王星轨道。这些恒星更老的年龄更接近核心动力质量损失被认为发生的时间范围。根据这些观测结果，研究小组得出结论，Praesepe和Hyades不可能发生光蒸发。如果发生了，那也应该是在几亿年前，这些行星的大气层即使有也所剩无几了。这就使得核心动力质量损失成为这些行星大气层可能发生的主要解释。正在进行的研究和开普勒的遗产克里斯蒂安森的团队花了五年多的时间建立了这项研究所需的候选行星目录。但她说，这项研究远未完成，目前对光蒸发和/或核心动力质量损失的理解有可能发生变化。在有人宣布这个行星间隙之谜被彻底揭开之前，这些发现很可能还要经过未来研究的检验。这项研究是利用美国宇航局系外行星档案馆进行的，该档案馆由位于帕萨迪纳的加州理工学院根据与美国宇航局签订的合同运营，是系外行星探索计划的一部分，位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室。喷气推进实验室是加州理工学院的一个分部。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397987.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1397987.htm

科学家发现系外行星开普勒-1658b正在螺旋式靠近其恒星

科学家发现系外行星开普勒-1658b正在螺旋式靠近其恒星他们不确定这颗系外行星究竟何时会螺旋式死亡，但他们确实相信，随着这颗行星的轨道慢慢靠近其老化的恒星，这个时间会在未来的某个时候到来。"我们之前已经检测到了系外行星向其恒星吸气的证据，但我们之前从未见过这样一颗围绕进化恒星的行星，"关于这颗螺旋式系外行星的新研究的共同作者ShreyasVissapragada在一份声明中分享道。科学家们指出，确定一颗系外行星轨道的确切衰变是非常困难的。这是因为这个过程实际上是相当缓慢的，而且在大多数情况下，除了系外行星的轨道衰减时变暗之外，我们没有任何有效的方法来衡量这种衰减。不过，如果我们保持关注并跟踪这种衰变，我们往往可以捕捉到关于螺旋状的系外行星的细节，这些行星正在缓慢地走向死亡。科学家们认为，系外行星轨道的衰减很可能是由行星和其恒星之间的潮汐相互作用造成的。这些相互作用类似于影响我们月球和地球的相互作用。然而，在我们的情况下，潮汐相互作用将月球和地球进一步分开，而不是更接近。这也不是科学家们发现的唯一的螺旋状系外行星，只是其他的没有像这颗那样围绕着恒星运行，这就是为什么它获得了如此多的关注。也许我们可以利用詹姆斯-韦伯太空望远镜更仔细地观察这些类型的行星，甚至了解更多关于潮汐相互作用方式的原因。如果不出意外，观察这颗系外行星缓慢地螺旋式死亡，这一过程可以为我们提供一些关于这类行星死亡的急需的信息。科学家们预计太阳最终会杀死地球，也许这可以提供一些关于未来如何发生的更多信息。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336251.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336251.htm

天文学家发现一颗系外行星正朝着毁灭的方向行进

天文学家发现一颗系外行星正朝着毁灭的方向行进一颗系外行星的轨道在围绕一颗衰老的恒星运行时发生了衰变，它的发现提供了对行星轨道衰变的渐进过程的新认识，使人们第一次看到了处于最后阶段的太阳系。被一颗恒星吞噬的命运被认为是许多行星的最终命运，包括大约50亿年后的地球。据科学家称，系外行星开普勒-1568b在遭遇灭顶之灾之前只剩下不到300万年。普林斯顿大学的亨利-诺里斯-拉塞尔天体物理学博士后阿什利-琼托斯是发现开普勒-1658b正在围绕其老化的恒星螺旋式地走向灭亡的团队的一员，为了解其他世界在其太阳系演变过程中的命运提供了机会。资料来源：普林斯顿大学天体物理科学系的斯蒂芬妮-赖夫。普林斯顿大学天体物理学系亨利-诺里斯-罗素博士后研究员阿什利-琼托斯说："几十年来，我们一直有理论家预测恒星及其行星的命运，但我们以前从未有观测数据来检验它们。我们也可以从我们自己的太阳系方面来考虑这个问题。一旦太阳将其所有的氢气融合成氦气，地球将生存多久？我们有一些想法，但最终很难确定。这些单行星系统对于帮助固定这些不同的理论来说真的很重要。"Chontos是《天体物理学杂志通讯》中一项新研究的第二作者，描述了研究人员对这颗注定失败的系外行星的观察。第一作者是ShreyasVissapragada，哈佛大学和史密森学会的51Pegasib研究员。"他说："我们以前曾检测到系外行星向其恒星内旋的证据，但我们以前从未见过这样一颗围绕进化恒星行进的行星。"对于类似于太阳的恒星来说，"进化"指的是那些已经将所有的氢气融合成氦气并进入其生命的下一个阶段的恒星。在这种情况下，该恒星已经开始膨胀成一个亚巨星。Vissapragada说："理论预测，进化的恒星非常有效地从它们的行星轨道上吸取能量，而现在我们可以用观测结果来检验这些理论。"这颗命运多舛的系外行星被命名为开普勒-1658b。正如它的名字所示，天文学家通过开普勒太空望远镜发现了它，开普勒太空望远镜是一项在2009年启动的先驱性行星猎取任务。这个世界是开普勒观测到的第一颗新的候选系外行星，当时它被称为KOI4.01--由开普勒确定的第四个感兴趣的物体。(在开普勒发射之前，KOI1、2和3已经被确认。）在早期，KOI4.01被认为是观测误差。十年后，Chontos在观察穿过其恒星的地震波时，意识到数据不符合模型的原因是科学家们认为他们是在为一颗太阳大小的恒星周围的海王星大小的物体。Chontos和她的同事表明，这颗行星和它的恒星都比最初预测的要大得多，此时，这个天体作为第1658个条目正式进入开普勒目录。开普勒-1658b是一颗所谓的热木星，这是给予质量和大小与木星相当，但围绕其主星处于炙热的超近轨道的系外行星的昵称。对于开普勒-1658b来说，这个距离仅仅是我们的太阳和其最紧密的轨道行星--水星之间的空间的八分之一。而且，与水星88天的轨道不同，开普勒-1658b仅用3.8天就能围绕其恒星旋转。对于热木星和其他非常接近其恒星的行星来说，轨道衰变和碰撞看起来是不可避免的。但事实证明，测量系外行星如何在其宿主恒星的轨道中盘旋是具有挑战性的，因为这一过程是极其缓慢的。就开普勒-1658b而言，新的研究报告指出，它的轨道周期正以每年约131毫秒（千分之一秒）的速度下降。检测这种下降需要多年的仔细观察。观察从开普勒开始，然后被位于南加州的帕洛玛天文台的黑尔望远镜发现，最后是2018年发射的凌日系外行星调查望远镜，即TESS。所有这三台仪器都捕捉到了凌日，凌日是指当一颗系外行星穿过其恒星的表面并导致恒星的亮度非常轻微地变暗。在过去的13年里，开普勒-1658b的凌日间隔略微但稳定地减少。同样的现象也是造成地球海洋涨落的原因：潮汐力。潮汐力是由轨道上的天体相互拉扯产生的，无论是地球和月球还是开普勒-1658b和它的恒星。两个天体都对对方施加引力，但较大的天体总是会占据优势，这意味着较小的天体弯曲更多。这种拉扯扭曲了每个物体的形状，当行星和恒星对这些变化做出反应时，能量就会被释放出来。根据它们之间的距离、它们的大小和它们的旋转速度，这些潮汐相互作用可能导致天体互相推开--地球和缓慢向外旋转的月球就是这种情况--或者向内推，就像开普勒-1658b向它的恒星那样。对于这些动力学，特别是在恒星-行星之间的情况下，研究人员仍有很多不了解，因此天体物理学家们渴望从开普勒-1658系统中了解更多。开普勒-1658b的恒星已经演化到了其恒星生命周期中开始膨胀的阶段，就像我们的太阳被预期的那样，它已经进入了天文学家所说的亚巨星阶段。理论家们预测，与我们太阳这样的富氢恒星相比，进化后的恒星的内部结构更容易导致从行星的轨道上获取的潮汐能量的消散，这将加速轨道衰变过程，使其更容易在人类的时间尺度上进行研究。琼托斯说："尽管从物理上讲，这颗系外行星的系统与我们的太阳系非常不同，但它仍然可以告诉我们很多关于这些潮汐消散过程的效率，以及这些行星可以生存多久。"她说，开普勒-1658b大约有20亿年的历史，正处于其生命的最后1%。她和她的同事预测，这颗行星将在大约300万年后与它围绕运转的恒星发生碰撞。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341085.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341085.htm

NASA称遥远的系外行星可能拥有稀有的海洋和可能存在生命的迹象

NASA称遥远的系外行星可能拥有稀有的海洋和可能存在生命的迹象NASA的科学家宣布，在数十光年之外的一颗巨大的系外行星上可能存在稀有的水海洋，并且还存在潜在生命迹象的化学迹象。这一发现是由詹姆斯·韦伯望远镜在距离地球120光年的狮子座进行的，以韦伯的前身哈勃和开普勒对该地区的早期研究为基础。研究人员将这颗系外行星命名为K2-18b，NASA表示，它的质量几乎是地球的九倍：“一颗海西亚系外行星，有可能拥有富含氢的大气层和被水海洋覆盖的表面”。来源：投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

系外行星大气首现稀有元素铽

系外行星大气首现稀有元素铽KELT-9b是银河系内最热的系外行星，围绕一颗遥远的恒星运行，距离地球约670光年。该天体的平均温度高达惊人的4000℃，自2016年被发现以来，一直令全球天文学家深深着迷。最新研究负责人、隆德大学天体物理学博士生尼古拉斯·博尔萨托表示，他们开发出了一种新方法，可获得有关行星更详细的信息。利用这种方法，他们发现了7种元素，包括稀有元素铽，科学家们此前从未在任何系外行星的大气层中发现过这种元素。博尔萨托说，在系外行星的大气层中发现铽令人惊讶，对这些行星了解越多，未来找到“地球2.0”的机会就越大。系外行星是指位于太阳系外的其他恒星系中的行星。1995年，科学家探测到第一颗围绕类日恒星的系外行星，迄今已经记录了5000多颗系外行星，他们希望能从这些行星中探测到生命的存在。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357273.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357273.htm

天文学家发现系外行星正围绕着一颗老化的恒星螺旋式地湮灭

天文学家发现系外行星正围绕着一颗老化的恒星螺旋式地湮灭通过提供对处于这种高级进化阶段的系统的第一眼观察，这一发现为行星轨道衰变的漫长过程提供了新的见解。死于恒星被认为是等待许多行星世界的命运。几十亿年后，随着我们的太阳越来越老，这可能是地球的最终告别。哈佛大学和史密森学会天体物理学中心的51Pegasib研究员ShreyasVissapragada说："我们以前曾检测到系外行星向其恒星吸气的证据，但我们以前从未见过这样一颗围绕着进化恒星的行星，"他是描述这些结果的一项新研究的主要作者。"理论预测，进化的恒星非常有效地从它们的行星轨道上吸取能量，现在我们可以用观测结果来检验这些理论。"这些发现将于今天（2022年12月19日）发表在《天体物理学杂志通讯》上。这颗命运多舛的系外行星被命名为开普勒-1658b。正如它的名字所示，天文学家通过开普勒太空望远镜发现了这颗系外行星，开普勒太空望远镜是2009年发射的一项先驱性行星猎取任务。奇怪的是，这个世界是开普勒观察到的第一颗新的系外行星候选者。然而，它花了将近十年的时间来确认这颗行星的存在，当时这个物体作为第1658个条目正式进入开普勒的目录。开普勒-1658b是一颗所谓的热木星，这是给予质量和大小与木星相当，但围绕其宿主恒星处于炙热的超近轨道上的系外行星的昵称。对于开普勒-1658b来说，这个距离仅仅是我们的太阳和其最紧密的轨道行星--水星之间的空间的八分之一。对于热木星和其他像开普勒-1658b这样已经非常接近其恒星的行星来说，轨道衰变看起来肯定会最终导致毁灭。测量系外行星的轨道衰减对研究人员来说是一个挑战，因为这个过程非常缓慢和渐进。根据新的研究，在开普勒-1658b的情况下，其轨道周期正在以每年约131毫秒（千分之一秒）的微不足道的速度下降，较短的轨道表明该行星已经接近其恒星。检测这种下降需要多年的仔细观察。观察从开普勒开始，然后被南加州的帕洛玛天文台的黑尔望远镜发现，最后是2018年发射的凌日系外行星调查望远镜，即TESS。所有这三台仪器都捕捉到了凌日，凌日是指当一颗系外行星穿过其恒星的表面并导致恒星的亮度非常轻微地变暗。在过去的13年里，开普勒-1658b的凌日间隔略微但稳定地减少。开普勒-1658b所经历的轨道衰减的根本原因是潮汐力，与地球上的海洋每日涨落的现象相同。潮汐力是由两个轨道物体之间的引力相互作用产生的，比如我们的世界和月球之间，或者开普勒-1658b和它的恒星之间。这些天体的引力扭曲了彼此的形状，当天体对这些变化作出反应时，能量就会被释放。根据所涉及的天体之间的距离、大小和旋转速度，这些潮汐相互作用可以导致天体互相推开--地球和缓慢向外旋转的月球就是这种情况--或者向内推开，就像开普勒-1658b向其恒星那样。特别是在恒星-行星的组合下，研究人员对这些天体的动力学仍有许多不了解的地方。因此，对开普勒-1658系统的进一步研究应该证明是有启发性的。这颗恒星已经进化到了其恒星生命周期中开始膨胀的地步，就像我们的太阳被预期的那样，并且已经进入了天文学家所说的亚巨型阶段。与像我们太阳这样未进化的恒星相比，进化的恒星的内部结构更容易导致从托管行星的轨道上获取的潮汐能量的消散。这加速了轨道衰变过程，使其更容易在人类的时间尺度上进行研究。这些结果进一步帮助解释了开普勒-1658b的一个内在的奇怪现象，它看起来比预期的更亮、更热。研究小组说，缩小该行星轨道的潮汐相互作用也可能在该行星本身产生额外的能量。Vissapragada指出，木星的卫星木卫二也有类似的情况，它是太阳系中火山最多的天体。来自木星对木卫二的引力推拉，融化了这个星球的内部。这些熔化的岩石然后喷发到月球著名的地狱般的黄色硫磺沉积物和新鲜的红色熔岩表面。对开普勒-1658b的额外观测结果的堆叠，可以对天体的相互作用有更多的了解。而且，随着TESS计划继续仔细检查附近的数千颗恒星，Vissapragada及其同事预计该望远镜将发现许多其他系外行星在其宿主恒星的"排水沟"中盘旋的例子。Vissapragada说："现在我们有证据表明一颗行星在一颗进化的恒星周围被吸入，我们可以真正开始完善我们的潮汐物理学模型。开普勒-1658系统可以在未来几年内以这种方式作为一个天体实验室，如果幸运的话，很快就会有更多这样的实验室。"Vissapragada最近在几个月前加入了天体物理学中心，现在正接受MercedesLópez-Morales的指导，他期待着系外行星的科学继续取得巨大的进步。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335633.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335633.htm