天文学家在寻找系外行星方面达到重要里程碑,首侦测到一颗落在适居带的行星具备大气层,很可能是迄今为止最像地球的系外行星!
宇宙多数行星刚诞生时,都批著由氢气、氦气构成的原始大气,随著行星成长过程被母恒星辐射狂烤,原始大气会逐渐逸散至太空,地球、金星、火星都曾经历这段“换装期”,如今披著“第二代”大气层。
2017年,天文学家JasonDittmann领导的团队首度发现离地球约48光年的岩石系外行星LHS1140b,LHS1140b质量约地球5.6倍、大小约地球1.73倍,且恰好位于系统适居带。
近期哈佛大学天文学家CollinCherubim领导的团队使用麦哲伦望远镜观测,进一步发现LHS1140b大气正流失,逸散至太空的还不是普通气体,而是氦气,逃逸速度约每秒10万公斤。更重要的是,这颗行星大气层已在母星强烈辐射下撑过逾30亿年!
这种现象透露一个关键资讯:LHS1140b大气几乎已不含氢气,因为氢气若还存在,它会像盾牌一样吸收恒星辐射、保护氦气不逸散。
LHS1140b落在系统适居带概念图。(Source:哈佛-史密松天体物理中心/卡内基科学研究所)
根据氦气逃逸能量精算,原子质量大于9的物质逃不出LHS1140b手掌心,综合这些线索,科学家拼凑出LHS1140b当前面目:如果LHS1140b正在重组二代大气层,那么氧、氮、水、甲烷、氨气等较重分子可能都还被锁在下层大气内,但天文学家还不确定下层大气由哪些物质组成。
研究团队新论文发表在《科学》期刊,下一步将确认LHS1140b大气层完整成分,并调查这颗行星是否具地表海洋或其他适居特征,也预计使用新模型寻找相似天体。
这是天文学家首次找到适居带系外行星存在大气层的证据,如今这颗行星正在呼吸换气,将帮助填补科学家对早期行星大气演化见解。
未来大气层岩石系外行星探索势必以LHS1140b最受瞩目,不过天文学家还有一份搜查清单,这些行星可能具大气层但环境相对严苛,亦或大气层讯号尚待进一步确认,包括:极热熔岩行星TOI-561b、地表被石墨和钻石覆盖的巨蟹座55e、水蒸气讯号不够清晰的GJ486b与GJ1132b、含大量硫磺成分的异类岩石行星L98-59d。
目前具备大气层迹象的岩石系外行星一览。