系外行星的大气层剧烈变化的现象

深蓝色的畅想

据媒体报道，巴黎天文物理研究所Alain Lecavelier des Etangs等人，利用哈勃太空望远镜和斯威夫特太空望远镜（Swift）观测捕捉到一颗系外行星的大气层剧烈变化的现象。天文学家认为这颗系外行星大气层的剧烈变化，是因为其母恒星发生了剧烈的耀斑爆发。
　　天文学家认为，这次耀斑爆发的威力大约是X级太阳亮度的300万倍左右，由于太过剧烈，致使这颗系外行星的大气在耀斑威力下，以每秒1,000公吨以上的速率流失到太空中。这个观测结果，让科学家得以进一步了解活跃恒星所爆发的耀斑与其气体巨行星的大气层之间，会有什么样的交互作用。
　　母星HD 189733A位在夏季大三角附近的狐狸座方向，邻近著名的哑铃星云（Dumbbell Nebula），距离地球约63光年，是双星系统中的其中一颗子星，质量仅约太阳的80%而已，亮度约8等，以一般望远镜即可观测到，是个相当不错的观察目标，而且这颗恒星具有类似太阳黑子的星斑，会随恒星自转而影响这颗恒星的亮度。
　　这颗系外行星编号为HD 189733b，是颗类似木星的气体巨行星（gas giant），体积比木星大14%，质量也比木星大一些距离其母恒星仅约480万公里，相当于地球到太阳平均距离的1/30而已，因此环绕母星一圈仅需2.2天。这颗系外行星是个典型的「热木星（hot Jupiter）」，距离其母星狠近的气体巨行星，因此极易受到母恒星的活动影响。哈勃先前的其他研究显示这颗行星的大气层相当深，但被母恒星烤得狠烫，估计高达摄氏1,030度左右。
　　由于从地球上观察，HD 189733b会周期性地从其母恒星前方通过，即所谓的「凌日」现象，天文学家可趁机研究这颗行星的大气层的周边环境。在Lecavelier des Etangs等人的先前同样利用哈勃资料所做的研究显示：HD 189733b上层大气中的氢气正在不断向太空中逸散，一去不复返。这个发现，使HD 189733b成为当时第2颗所谓的「蒸发中的行星」。以天文尺度而言，这个行星系统距离地球狠近，因此对天文学家而言，有利于研究系外行星大气蒸发的细节。
　　天文学家对于这颗行星的大气蒸发现象仔细观察研究多年，不过在2001年之前都是单纯地藉由凌日现象来研究行星大气性质（请参考天文新知2007-07-13 直冒水蒸汽的系外行星）。直到2011年9月，天文学家惊讶地发现哈勃观测到HD 189733b有股羽状气流以约时速480,000公里的速度向外流，相当于每秒损失1,000公吨的气体。
　　后来，天文学家又发现：斯威夫特卫星上的X射线望远镜（ X-ray Telescope，XRT）刚好在2011年9月7日、哈勃预定观测HD 189733b凌日现象的8小时之前，监测到HD 189733A爆发一次强烈耀斑，本次耀斑的使HD 189733A的X射线波段亮度陡增3.6倍。由于这颗系外行星相当靠近它的母恒星，使得这颗恒星被这次爆发拋出的强烈X射线直接冲击，其强烈程度，约相当于当太阳爆发X级、最强烈的太阳耀斑时冲撞到地球的威力的300万倍，如果地球增受HD 189733b的相同事件，那么就是地球末日来临了。