還有其他行星的環(huán)境與我們的相似嗎？由于天文技術(shù)的進步，我們現(xiàn)在知道有成千上萬的行星圍繞著遙遠的恒星運行。一項新的研究表明，宇宙中的一些系外行星有富含氦氣的大氣層。太陽系行星大小不均的原因與氦含量有關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)可以促進我們對行星演化的理解。

太陽系外行星大小偏差之謎

1992年才發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星。之所以花了這么長時間才找到太陽系外的行星，是因為它們被星光擋住了。這就是為什么天文學(xué)家找到了一種尋找系外行星的巧妙方法。它在行星經(jīng)過恒星之前檢查時間軸的變暗。通過這種方式，我們現(xiàn)在知道行星也散布在太陽系之外。從地球到海王星，至少有一半的類太陽恒星至少有一個行星大小。據(jù)信，這些行星在誕生時有從恒星周圍的氣體和塵埃中收集的“氫”和“氦”大氣層。

然而，奇怪的是，這兩組系外行星的大小不同。一個大約是地球的1.5倍，另一個是地球的兩倍多。出于某種原因，兩者之間幾乎沒有任何聯(lián)系。這種振幅偏差稱為“半徑谷”。這個謎的解決方案是幫助我們了解這些行星的起源和演化。

氦與太陽系外行星尺寸偏差的關(guān)系

一種假設(shè)是太陽系外行星的大小偏差（谷）與行星的大氣層有關(guān)。恒星是極其惡劣的地方，行星經(jīng)常受到X射線和紫外線的轟擊。據(jù)信，這剝離了大氣層，只留下了一小塊巖芯。因此，密歇根大學(xué)博士生伊薩克·馬斯基（Isaac Muskie）和芝加哥大學(xué)天體物理學(xué)家萊斯利·羅杰斯（Leslie Rogers）決定研究被稱為“大氣耗散”的行星大氣剝離現(xiàn)象。

為了了解熱和輻射對地球大氣層的影響，他們使用行星數(shù)據(jù)和物理定律創(chuàng)建了一個模型，并進行了70000次模擬。他們發(fā)現(xiàn)，在行星形成數(shù)十億年后，原子質(zhì)量較低的氫會在氦之前消失。地球大氣層中超過40%的質(zhì)量由氦組成。

了解行星的形成和演化是發(fā)現(xiàn)外星生命的標(biāo)志

根據(jù)研究團隊的說法，我們也可以確認這個結(jié)果是否正確。高性能望遠鏡，如最近發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，將能夠確定行星大氣中元素的類型和數(shù)量。如果馬斯基的假設(shè)是正確的，富氦行星應(yīng)該屬于小行星群。這是因為氦的積累與大氣的逐漸退化和行星的縮小相吻合。

另一方面，仍然含有氫和氦的行星的大氣層正在膨脹。因此，如果大氣層仍然存在，人們認為它將是一大群行星。所有這些行星都可能是熱的，暴露在強烈的輻射下，并具有高壓大氣。因此，生命的發(fā)現(xiàn)似乎不太可能。但如果我們了解行星形成的過程，我們就能更準(zhǔn)確地預(yù)測哪些行星存在，它們看起來是什么樣子。它也可以用來尋找孕育生命的系外行星