65光年外的超熱“超級地球”係外行星GJ 1252 b可能根本就沒有大氣層

（神秘的地球uux.cn）據cnBeta：GJ 1252 b是一顆在2020年被發現的“超級地球”。天文學家對這顆係外行星進行了仔細觀察，發現它可能有一個非常稀薄的大氣層，或者可能根本就沒有大氣層。這顆圍繞一顆M型恒星運行的行星是“迄今為止我們對其大氣層有如此嚴格限製的最小的係外行星”，主要作者Ian Crossfield說。他是一名天文學家和堪薩斯大學的助理教授。
“超級地球”是一類不同於我們太陽係中任何行星的行星。它們的質量比地球大，但不超過其質量的10倍。這意味著它們的質量比地球大，但又比海王星和天王星這樣的冰冷氣態巨行星輕。它們可以由氣體、岩石或兩者的組合組成。
關鍵事實天文學家通常通過觀察行星在經過其宿主恒星前時阻擋了多少光線來發現和研究係外行星，這種技術被稱為“淩日法”。GJ 1252 b是一顆距離地球約65光年的係外行星，其半徑是地球的1.18倍，於2020年被美國宇航局的淩日係外行星調查衛星（TESS）用這種方法發現。這項新研究中的天文學家在斯皮策太空望遠鏡退役前對這顆係外行星進行了觀測，並能夠近距離觀察這顆行星和它的大氣。
利用斯皮策望遠鏡，研究小組檢測到了次蝕。這發生在一顆行星經過一顆恒星後麵時，行星的光線被阻擋。行星的光線來自於其自身的紅外輻射（或熱量），以及從恒星反射的光線。
尋找宇宙中生命跡象的天文學家們關注係外行星的一些不同細節。這些細節中有許多是係外行星和地球之間的比較，因為地球仍然是我們已經確認存在生命的唯一行星。
GJ 1252 b並不比地球大多少。然而，它的溫度要高得多，因為它離它的恒星更近。此外，正如天文學家在這項研究中發現的那樣，它缺乏很多大氣層。
天文學家和研究報告的共同作者、馬克斯-普朗克天文研究所係外行星大氣物理學部主任Laura Kreidberg說：“我們剛剛開始了解岩質行星能夠保持其大氣層的頻率，以及在什麽情況下。這一測量結果表明，對於最熱的行星，厚厚的大氣層通常不太可能存在。”
為了確定這顆係外行星的大氣層（如果有的話）可能是什麽樣的，天文學家測量了GJ 1252 b的紅外輻射，因為它的光線在一次次的日食中被遮擋。這些觀測結果揭示了這顆行星炙熱的白天溫度，估計高達2242華氏度（1228攝氏度）。事實上，GJ 1252 b是如此之熱，以至於金、銀和銅都會在這顆行星上融化。
這個係外行星的預期溫度，與大氣模型相比，表明它的表麵壓力可能低於10bar （作為參考，地球的表麵壓力約為1bar ）。雖然這顆行星的炙熱溫度將使大氣層難以長期穩定，但這顆係外行星可能有一個密度像地球的大氣層，一個密度比地球高10倍的大氣層，甚至沒有任何大氣層。
鑒於其極端的溫度和低的表麵壓力，這個團隊的天文學家們預測，GJ 1252 b可能根本沒有大氣層。這是目前科學家對其大氣層有如此清晰認識的最小的係外行星。
GJ 1252b是一顆係外行星，它首先被TESS探測到，然後在2020年望遠鏡任務結束之前，用斯皮策望遠鏡進行了更徹底的調查。隨著使用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）的進一步探索，研究人員可以對這顆行星的大氣層進行更嚴格的限製，這是一種令人興奮的可能性。
“當時，斯皮策是已知宇宙中唯一能夠進行此類測量的設施。現在，斯皮策已被關閉，但JWST就在那裏，在這些波長下，它比斯皮策要敏感得多。因此，我們用斯皮策做的困難的事情，現在我們可以開始用JWST輕鬆地完成，而且是對更多數量的岩質行星，”Crossfield說。
“JWST的紅外觀測有可能揭示出像這樣的熱的岩石行星的表麵特性。不同類型的岩石有不同的光譜特征，所以我們有可能了解到GJ 1252b是由什麽類型的岩石構成的，”Kreidberg補充說。
用JWST進一步研究GJ 1252 b對科學家來說是一種令人興奮的可能性，因為確認這樣一顆小而熱的係外行星上有大氣層是非常有趣的，因為探索像這樣一顆完全沒有大氣層的行星的組成也是非常迷人的。
由Crossfield領導的堪薩斯大學的一個小組領導了這項研究，發現了關於GJ 1252b大氣層的奇怪的新細節。 這項研究發表在《天體物理學雜誌通訊》上。
相關：我們不知道外星人在哪裏，但這裏有他們可能不在的地方
（神秘的地球uux.cn）據cnBeta：在物理學中，大量的時間被用來尋找一些東西，但人們並不知道自己在尋找什麽。這是一個自相矛盾的任務，其概括了一些最大規模的科學努力，像尋找暗物質、反物質和尋求完成粒子物理學的標準模型。然而這種猜測和檢查的概念在我們對外星生命的追求中尤其存在。
首先，我們有一個基本上是無限的宇宙，可以將我們的望遠鏡對準它並試圖找到外星生物；其次，我們人類隻熟悉我們所知的生命。
不過在周五，科學家們有了一個發現，他們認為可以極大地縮小對太空生物的複雜搜索。在發表於《The Astrophysical Journal Letters》的一篇論文中，該團隊解釋了一顆類似地球的行星如何圍繞宇宙中最常見的恒星類型--M型矮星--運行，似乎沒有大氣層。
這意味著也許可以得出結論，圍繞所有其他M型矮星運行的大多數其他類地行星都沒有大氣層。因此，它們不太可能承載生命--至少是我們所知的生命。
來自加州大學河濱分校的天體物理學家、該研究的共同作者Michelle Hill在一份聲明中說道：“這顆行星的狀況有可能是離這種類型的恒星更遠的行星的一個壞跡象。這是我們將從詹姆斯-韋伯太空望遠鏡中學到的東西，該望遠鏡將觀察像這樣的行星。”
然而Hill提供了一些樂觀的看法，他表示，如果一顆行星離M型矮星足夠遠，那麽它 有可能保留大氣層。
回到“尋找未知”這一點上，研究小組的發現對於這種外星研究來說是至關重要的，因為完成這種任務的最好方法是通過排除法。任何關於這些生物可能生活的地方--或可能不生活的地方--的新數據都有助於限製搜索。
這片土地也是水星的未來
科學家們鎖定的這個沒有大氣層的球體的名字叫GJ 1252b。
它比地球略大，這也是它被認為是“類地球 ”的部分原因，但它離它的恒星比我們的星球離太陽要近得多，這意味著它是極度炎熱。據悉，GJ 1252b的紅外輻射數據估計其白天的溫度達到2242華氏度（1228攝氏度），這足以熔化其表麵的金、銀和銅的炙熱。
這種過度的熱量再加上假定的低表麵壓力是導致研究人員相信GJ 1252b根本沒有大氣層的原因。
“這顆行星的碳可能是地球的700多倍，但它仍不會有大氣層，”加州大學河濱分校的天體物理學家、該研究的共同作者Stephen Kane在一份聲明中說道：“它最初會建立起來，但隨後會逐漸減少並侵蝕掉。”另外，這個異國世界似乎在每一個地球日都要圍繞其恒星運行兩次。
“來自恒星輻射的壓力是巨大的，足以將一個行星的大氣層吹走，”Hill說道。
在我們自己的太陽係中，研究小組將GJ 1252b的現狀跟水星的最終命運進行了比較。
水星比地球更接近太陽，這意味著它像GJ 1252b一樣熱，並且它的大氣層非常薄。由於這個星球的高溫，那些稀疏的大氣層原子很快就逃到了太空中。與此類似，地球也會隨著時間的推移而失去一些大氣層，但像火山排放這樣的事件可以補充我們家園失去的保護層。這也有助於我們的星球離太陽更遠一些，因此更冷。
就這些關於M型矮星的結論可能達到的程度而言，僅在地球附近就有5000顆恒星--其中大部分是M型矮星。這將刪除很多尋找地外生命的選擇，但我們也必須考慮到，在我們的太陽附近也有約1000顆跟太陽相似的恒星。並且，這隻是我們在宇宙中的一般角落--宇宙海洋中的一個單一分子。所以，我們人類仍然不知道外星人在哪裏，定位他們是一條漫長的道路。