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新研究问题Exoplanet Proxima b保留类似地球大气层的能力

2019-08-24 11:13:55 编辑: 来源:
导读 根据美国宇航局科学家的最新研究,Proxima b可能无法控制其大气层,使表面暴露在有害辐射下。Proxima b 于2016年由玛丽女王大学天文学家

根据美国宇航局科学家的最新研究,Proxima b可能无法控制其大气层,使表面暴露在有害辐射下。

Proxima b 于2016年由玛丽女王大学天文学家Guillem Anglada-Escudé博士领导的研究小组发现。

这颗行星绕着半人马座(Proxima Centauri)运行,这颗红矮星距离半人马座只有4.23光年远。

它略大于地球,位于其主星的可居住区域内,理论上可以在地表上存在液态水。

由于Proxima b没有在Proxima Centauri前面穿过,因此这个星球无法了解它的大气层。

相反,天文学家必须依靠模型来了解这个星球是否适合居住。

一种这样的计算机模型考虑了如果地球轨道运行的Proxima Centauri与Proxima b在同一轨道上会发生什么。

该研究表明,地球的大气层不会在暴力的红矮星附近存活。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的太空科学家凯瑟琳加西亚 - 塞奇说:“我们决定采取迄今为止我们所知道的唯一可居住的行星 - 地球 - 并把它放在Proxima b的地方。”

该团队的模型使用地球的大气层,磁场和重力作为Proxima b的代理。

根据美国宇航局钱德拉X射线天文台的观测结果,科学家还计算了母星平均产生的辐射量。

利用这些数据,该模型模拟了主星的强烈辐射和频繁的眩光如何影响行星的大气层。

“问题是,失去了多少气氛,这个过程发生的速度有多快?如果我们估计时间,我们可以计算出大气完全逃逸所需的时间 - 并将其与地球的生命周期进行比较,“共同作者,马萨诸塞州洛厄尔大学的空间科学家Ofer Cohen博士说。

计算机模型显示,Proxima Centauri的强大辐射使地球般的大气层比地球上的大气层快10,000倍。

“这是一个基于主星的平均活动的简单计算,”Garcia-Sage博士说。

“它不会考虑恒星大气中的极端加热或对行星磁场的强烈恒星干扰等变化 - 我们期望的东西会提供更多的电离辐射和大气逃逸。”

为了理解这个过程如何变化,研究人员研究了另外两个加剧大气损失的因素。

首先,他们考虑了中性大气的温度,称为热力学。他们发现,当热气体受到更多恒星辐射的加热时,大气逃逸会增加。

他们还考虑了大气逃逸发生的区域的大小,称为极顶。

行星对磁极的磁效应最敏感。当极点处的磁场线闭合时,极帽被限制并且带电粒子仍然被困在行星附近。另一方面,当磁场线打开时发生更大的逃逸,提供到空间的单向路径。

“这项研究着眼于可居住性的一个未被充分认识的方面,即在恒星物理学背景下的大气损失,”Goddard太空科学家Shawn Domagal-Goldman博士说,他没有参与这项研究。

“行星有许多不同的交互系统,确保我们在模型中包含这些交互非常重要。”

该研究表明,在最高的热层温度和完全开放的磁场中,Proxima b可能会在1亿年内失去与地球大气层相同的数量 - 这只是迄今为止Proxima b 40亿年的一小部分。

当作者假设最低温度和闭合磁场时,那么多的质量都会超过20亿年。

哈佛 - 史密森天体物理学中心的天体物理学家杰里米德雷克博士说:“如果一颗系外行星坚持其大气层,事情会变得有趣,但Proxima b的大气损失率非常高,以至于居住性难以置信。”

“这质疑了这些红矮星周围的行星的可居住性。”


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