这张照片以一位艺术家的插图为特色,描绘了一颗木星大小的行星紧紧围绕着一颗微弱的红星运行。在左上角的插图顶部叠加了一张插图,显示了钱德拉X射线光下的恒星。图像:/X射线:NASA/CXC/RIT/A.Varga等人。;插图:NASA/CXC/SAO/M.Weiss;图像处理:NASA/CXC/SAO/N.Wolk
(神秘的地球)据美国国家航空航天局(李莫洪):根据美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台的一项新研究,一颗婴儿行星正在从木星的大小和厚厚的大气层缩小到一个小而贫瘠的世界。
这种转变正在发生,因为宿主恒星释放了一系列X射线,以巨大的速度撕裂了这颗年轻行星的大气层。
这颗名为TOI 1227 b的行星围绕着一颗距离地球约330光年的红矮星运行。TOI 1227b的轨道非常靠近它的恒星,不到水星绕太阳轨道距离的五分之一。这项新的研究表明,这颗太阳系外的行星,或称系外行星,是一颗只有800万年历史的“婴儿”。相比之下,地球的年龄约为50亿年,几乎是地球的千倍。这使它成为有史以来观测到的第二年轻的行星,从其主星(也称为凌日)前方经过。此前,其他人估计这颗行星的年龄约为1100万年。
一个研究小组发现,来自其恒星的X射线正在爆炸TOI 1227 b,并以这样的速度撕裂其大气层,以至于这颗行星将在大约10亿年内完全失去它。到那时,这颗行星的总质量将从现在地球质量的17倍下降到大约两个地球质量。
纽约罗切斯特理工学院(RIT)的博士生Attila Varga领导了这项研究,他说:“想象这个星球正在发生什么几乎是深不可测的。”。“这颗行星的大气层根本无法承受其恒星发出的高X射线剂量。”
无论是现在还是将来,TOI 1227 b上可能都不可能存在生命。这颗行星离恒星太近,不符合任何“宜居带”的定义,天文学家用这个术语来确定其他恒星周围的行星是否可以在其表面维持液态水。
TOI 1227 b所在的恒星,被称为TOI 122七,质量只有太阳的十分之一左右,在光线下要冷得多,也更暗。然而,在X射线中,TOI 1227比太阳亮,并在其非常接近的轨道上对这颗行星进行猛烈攻击。TOI 1227 b的质量虽然不太清楚,但可能与海王星相似,但它的直径是海王星的三倍(使其大小与木星相似)。
“了解太阳系外行星的一个关键部分是解释它们接收到的高能辐射,如X射线,”RIT的合著者Joel Kastner说。“我们认为这颗行星膨胀或膨胀,很大程度上是由于恒星持续的X射线攻击造成的。”
该团队使用新的钱德拉数据来测量撞击这颗行星的恒星的X射线数量。通过使用这些X射线影响的计算机模型,他们得出结论,X射线将产生变革性的影响,迅速剥离地球的大气层。他们估计,这颗行星大约每200年就会失去相当于一个完整地球大气层的质量。
德国蒂宾根埃伯哈德·卡尔斯大学的合著者亚历山大·宾克斯说:“这个婴儿星球的未来看起来并不乐观。”。“从这里开始,TOI 1227 b可能会缩小到目前尺寸的十分之一左右,重量将减轻10%以上。”
研究人员使用不同的数据集来估计TOI 1227 b的年龄。一种方法利用了TOI 12270 b的主星与附近已知年龄的恒星群体在太空中移动的测量结果。第二种方法将恒星的亮度和表面温度与演化恒星的理论模型进行了比较。
在天文学家发现的所有年龄小于5000万年的系外行星中,TOI 1227 b因其最长的年份和质量最低的主行星而脱颖而出。
一篇描述这些结果的论文已被《天体物理学杂志》接受发表。
位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉项目。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。
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