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  图1汽化进入太空:美国宇航局的图片显示了艺术家正在描绘行星HDHD189733b的大气层被它的主星强大的耀斑喷发导致汽化的现象。

  凤凰科技讯 北京时间7月13日消息,近日天文学家利用哈勃太空望远镜观测到令人震撼的太阳耀斑的摧毁性力量。这股强大的X射线耀斑把某颗遥远行星的大气层都“汽化”了。我们的太阳耀斑最多能干扰地球上的无线电通信,然而新发现的太阳黑子群AR1520是目前这些年发现的最大黑子之一,它可能于下周发出高速粒子撞击地球。

  该太阳黑子群的母星产生强烈的耀斑,发出了密集的X射线辐射,随后行星HD189733b的大气层便产生强大的水蒸气喷发。哈勃太空望远镜观测发现该行星的顶部大气层正在以30万英里每小时的速度汽化蒸发。就在哈勃太空望远镜观测之前,美国宇航局的雨燕卫星检测到恒星爆发出强烈的X射线耀斑,强大到足以将行星的大气层全部吹走。

  图2 我们的太阳发出的耀斑:美国宇航局7月11日拍摄的图片显示了巨大的太阳黑子AR1520,它是近年来最大的太阳黑子之一。

  在过去的两个时间段里,2010年早期和2011晚期,天文学家阿兰·勒卡弗利耶·德·易坦思和他的科研小组利用哈勃太空望远镜观测外部行星HDHD189733b的大气层,该行星与它的母星形成了对比。

  尽管图片上是背光,该行星的大气层仍在星光处标出了它的化学特征,使得天文学家能够揭秘正在发生什么,图片上显示的太小无法直接观测。这项观测是为了证明研究小组之前在另一个不同的行星系统中观测到的景象:一个外部行星大气层的汽化。

图3明亮爆发:在ESA模拟中,行星HDHD189733b经过时,恒星爆发太阳耀斑。

  HD189733b有着蓝色的天空,这是与地球唯一的相似之处。这个行星是一个巨大的气体行星,类似于木星,但是它距离自己的恒星非常近,大约是地球与太阳之间距离的十三分之一。即使它的恒星比太阳小且温度低,该行星的气候环境还是非常炙热,大约1000摄氏度以上,顶部大气层则被超能量的极端紫外线和X射线辐射。这对于研究恒星对行星大气层的效应是个很好的例子。

  “最初的观测结果很让人失望,”勒卡弗利耶说道,“根本没有显示任何有关行星大气层的痕迹,当进行第二次观测时我们才意识到发现了某些有趣的现象。”随后在2011年科研小组进行了第二次观测,发现了巨大的变化。有明显的气体从行星喷射出来的痕迹,每秒至少喷射1000吨。勒卡弗利耶补充道,“我们还没有证实某些行星的大气层会汽化——我们只是观测到蒸发大气层的物理状况,之前从未有人做过这样的研究。”

图4 从地球卫星上观看太阳耀斑。

  据2011年的观测,尽管该行星极端的温度环境,大气层仍然不够炙热无法蒸发。科学家认为该行星是受到来自母星HD189733A密集的X射线和极端紫外线的辐射而蒸发。该恒星大约是我们太阳强度的20倍。考虑到HD 189733b是颗巨大的行星且距离自己恒星很近,因此它受到的X射线辐射大概是地球的300万倍。

  支持X射线导致大气层蒸发的另一个证据来自雨燕卫星对HD189733A的同步观测结果,卫星可以观测到恒星大气层发出的X射线。在哈勃太空望远镜第二次观测行星之后数小时,雨燕便记录了恒星表面发出的一道强大的辐射闪电,在X射线照射下恒星瞬间变得相当明亮,大约是之前的4倍。

  华威大学的彼得·惠特利说道:“X射线放射物只是恒星总共喷发的一部分,但它已经足够强大将行星大气层汽化蒸发。这是目前对HD189733A多次观测依赖,最明亮的X射线耀斑,似乎耀斑对行星的影响非常打,以至于哈勃太空望远镜观测到汽化现象比实际的晚了几个小时。”

  X射线非常强大,它能够将顶部大气层的空气加热到几万摄氏度,以至于逃脱巨大行星的引力。当空间天气事件,诸如太阳耀斑撞击地球电离层,扰乱通信,也会产生类似的过程。科研小组认为X射线是在行星HD 189733b观测到的各种大气变化最有可能的产生原因,当然还存在很多别的可能的解释。

  比如可能恒星产生的X射线爆发的基线层从2010年至2011年间有所增加,它处于一个季节性的过程,类似于太阳11年为周期的太阳黑子循环。

  先不说HD 189733b大气层具体的细节,后者研究小组希望日后利用哈勃太空望远镜和EAS的XMM-牛顿射线太空望远镜观测出具体细节,行星被恒星耀斑照射并导致大气层气体汽化蒸发,这一点毫无疑问。

  这项研究不仅对于类似木星的行星研究有帮助,其它近期在母星边上发现多岩石的“超级地球”也认为是类似HD 189733b的行星在大气层完全蒸发后的残余物。(编译/严炎刘星)