
“热木星”风速超过每小时15,000英里,揭示了具有磁场的系外行星的首个证据
天文学家发现了太阳系以外行星周围磁场的首个证据,他们通过研究这些世界的高速、猛烈的风实现了这一发现。这标志着对系外行星磁场强度的首次直接测量,并代表了系外行星研究的一大进展。由于地球上的生命得以存在,部分原因是我们的行星磁层保护它免受有害太阳辐射,因此这项研究也可能对寻找太阳系外生命有所帮助。研究小组使用非常大的望远镜(VLT)和双子北星望远镜,测量了七颗极热的类木星气态巨行星的风速,这些行星与其恒星处于潮汐锁定状态,这意味着它们有一个永远炽热的“白昼面”和一个更冷、面朝太空的“夜面”。团队发现风速在每小时4,470英里(每小时7,194公里)到惊人的每小时15,530英里(每小时24,993公里)之间。相比之下,我们太阳系木星上记录的最快风速仅约为每小时930英里(每小时1,496公里)。科学家认为正是这些系外行星的磁场主导了这些风。“这一突破为系外行星研究打开了一扇全新的窗口。这是我们第一次能够比较其他世界的磁环境——这是了解哪些行星能够维持生命、保持水分,以及也许有一天能够主持生命的关键一步,”团队成员、法国蓝色海岸天文台拉格朗日实验室的天文学家朱莉娅·塞德尔在一份声明中表示。越热的行星,风越凶猛。研究小组在进行这项研究时最初并没有真正考虑磁场。最初的目标是发现所有热行星的风是否表现相同。然而,当研究人员发现风速似乎与行星的温度变化时,他们的好奇心被激起。奇怪的是,团队发现行星越凉快,风速越快、越猛烈。“这完全是违背直觉的,因为在其它条件相同的情况下,热行星有更多的能量来加速风!”团队成员维维恩·帕尔门提尔在声明中表示。“一定会有什么事情发生,导致热物体的风速变慢。”这里展示的行星是类似木星的气态巨行星,但它们是潮汐锁定的:一侧始终面向恒星,因此比另一侧热得多。这种温度差异驱动了从白昼面到夜面的大风。我们期望在整体温度更高的行星上,这些风速更快,因为它们有更多的能量来驱动风。在图表的顶行中,右侧的热行星具有更快的风速,这在这里用速度计表示。在图表的底行中,右侧的热行星风速比较凉的行星更慢。(图片来源:ESO/M. Kornmesser, L. Calçada)帕尔门提尔和同事得出结论认为,这种温度与风速之间的逆向关系是由于这些世界上的全球磁场造成的。这些场作为制动器,减缓带电粒子的运动。这意味着风速可以用来推断这些系外行星磁场的强度。研究小组发现这七颗系外行星的磁场强度约为太阳系气态巨行星土星磁场的四倍,以及约为木星磁场强度的一半。这意味着这些世界也可能展示出令人惊叹和壮观的多彩极光,其颜色能让地球的南北极光相形见绌。“在地球上,我们知道南北极光的美丽……
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