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究竟是彗星還是行星?

在這個探索系外行星議題蓬勃發展的時代,每天都可能會藉由各種探測方法,像是凌日法、徑向速度法……等,發現好幾顆從未記錄過的系外行星。

探索系外行星的方法[1]



這些行星當中,也有很多特別引人注目的怪異行星,像是很有機會存在生命的超級地球、巨大卻能窩在母恆星身邊的熱木星,而這次想和大家分享的怪傢伙,是一顆擁有長長尾巴、大小和海王星差不多的行星:GJ436b。







GJ436b引起科學家關注的原因是,哈伯望遠鏡觀測到,它外圈氤氳著一層氣體雲,就像彗星一樣經過後會留下長長的尾巴。這個現象代表行星抓不住大氣層中的氣體,導致氣體不斷溢散;通常,氣體流失是因為行星質量太小,產生的重力不足以讓氣體停留在大氣層中,或是氣體本身較輕,難以被重力場trap住。但是,GJ436b的情形較不一樣,它的氣體不斷溢散,是因為距離母恆星太近,導致每個氣體分子從恆星獲得的能量很大,動能上升,因此就更容易逃出GJ436b的掌握。在不考慮溫室效應的情況,假設行星所有能量都來自母恆星,我們可以粗略計算每個氣體分子所獲得的動能:



因此,我們可以知道,當行星距離母恆星越近,行星表面溫度越高,而行星大氣層中的氣體所獲得的能量也越高、更容易飄離行星。

GJ436b位於獅子座所在的星區,距離地球大約33光年,它的質量大約是地球的10-20倍,被歸類為類海王星;因為它和母恆星的距離比水星與太陽的距離還近,因此又被稱為暖海王星(warm Neptune)。而就是因為距離,才讓GJ436b身後留下一道長長的氣體溢散痕跡。而GJ436b噴出的氣體究竟有多少呢?科學家預估,GJ436b每年釋出的氣體,相當於每十億年會釋出大氣層中0.1%的氣體,這個消耗速率和母恆星(紅矮星)的壽命相比,不值一提。另外,釋出的氣體中,大部分都是氫氣,圍繞在GJ436b身周,以及延伸出一條長長的氣體尾巴;也因為氫氣都逃離大氣層,所以科學家推測,GJ436b的大氣層中應以氦氣為主體。

NASA的克卜勒太空船(Kepler spacecraft)、黛絲計畫(TESS space mission),以及EPA的CHEOPS and PLATO spacecraft,應該會在未來幾年,發現更多如同GJ436b的行星。

 



原始資料:

https://www.space.com/39135-evaporating-exoplanet-weird-orbit.html



參考資料:

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E6%B5%B7%E7%8E%8B%E6%98%9F

Introduction to Astronomy Intro_to_Astro_Lec10_Exoplanet by橋本康弘Atmospheric chemistry 8_Chapter_7 by洪惠敏https://en.wikipedia.org/wiki/Gliese_436_b



圖片來源:

[0] https://www.space.com/39135-evaporating-exoplanet-weird-orbit.html[1] Introduction to Astronomy Intro_to_Astro_Lec10_Exoplanet by橋本康弘

[2] https://www.nasa.gov/jpl/finding-another-earth

[3] https://room.eu.com/news/trio-of-hot-jupiters-give-clue-to-their-formation

[4] https://www.space.com/39135-evaporating-exoplanet-weird-orbit.html

[5] Atmospheric chemistry 8_Chapter_7 by洪惠敏

[6] https://www.space.com/39135-evaporating-exoplanet-weird-orbit.html

[7] https://en.wikipedia.org/wiki/Gliese_436_b

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