系外行星格利澤367 b的插圖。 這是乙個奇怪的星球，可能完全由鐵組成。 它的紅矮星可能已經剝離了它的外層矽酸鹽層和大氣層。 **nasa
紅矮星系外行星的宜居性是空間科學的熱門話題。 這些暗淡的小恆星是許多系外行星的家園，包括地球大小的小型岩石行星。 但是這些小恆星會發出極其強大的耀斑，可以破壞和剝離大氣層。
如果我們要了解紅矮星的宜居性，我們需要了解圍繞它們執行的系外行星的大氣層。
在一項新的研究中，天文學家研究了經常提到的系外行星GJ 367b的大氣層，但一無所獲。 這顆行星可能已經失去了很久以前的任何揮發物，而它的軌道紅矮星是罪魁禍首。
格利澤367是一顆紅矮星（m矮星），距離地球約30光年，有三顆已知的系外行星圍繞著它執行。 天文學家在 2021 年使用 NASA 的 TESS（凌日系外行星勘測衛星）發現了 GJ 367B 及其兄弟姐妹。 GJ 367b是一顆超短週期行星，只需要7乙個軌道可以在7小時內完成，並且很可能被潮汐鎖定在其恆星上。 它離紅矮星如此之近，以至於它接收到的輻射是地球從太陽接收到的輻射的數百倍。 其表面的所有輻射爆炸都意味著白天的溫度約為1,500°C（1,770 K; 2,730°f）。
GJ 367b是乙個半徑約為地球半徑72%的亞地球。 但它非常密集，幾乎是地球密度的兩倍。 科學家認為，它主要是鐵，其外層矽酸鹽層已被剝離。 它有時被稱為鋼鐵星球。
系外行星比其他恆星更容易在紅矮星周圍被發現，因為它們更暗、更小。 這有助於使用凌日法和徑向速度法尋找行星。 因此，研究它們是有意義的，因為它們太多了，我們可以看到很多。
在一篇新的、未發表的文章中，研究人員用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的中紅外儀器（MIRI）檢查了GJ 367B。 這個**是“GJ 367b是乙個黑暗、炎熱、沒有空氣的地下地球”。 它現在是預印本，由芝加哥大學天文學和天體物理學系的博士後研究員Michael Zhang發布在ARXIV伺服器上。
這個**的標題給出了結論，但細節很有趣。
GJ 367B永遠不會適合居住，因為它離它的恆星太近了。 但天文學家對圍繞紅矮星（m矮星）執行的系外行星非常感興趣。 一方面，紅矮星很多;銀河系中一半的恆星可能是紅矮星，也許遠不止於此。 因此，我們銀河系中的大多數系外行星可能都圍繞著紅矮星執行，行星獵人在它們周圍發現了大量的系外行星。
圍繞m矮星執行的小岩石行星是否能夠容納大氣層的問題對於宜居性至關重要，“作者寫道。 紅矮星比類太陽恆星更容易研究，因為紅矮星更暗、更小。 像太陽這樣更大、更亮的恆星可以淹沒系外行星的大氣層。 但是，當談到紅矮星系外行星的潛在宜居性時，一頭大象已經悄悄地進入了房間：耀斑。
然而，長期以來，人們一直認為，m矮星的高能輻射、耀斑和長前主序帶狀行星大氣層;這種情況發生的程度是積極研究的主題，“研究人員解釋說。
它之所以是乙個如此活躍的研究領域，是因為人們對大氣層產生背後的基本機制知之甚少。 有兩種機制：行星形成過程中的揮發性轉移和年輕岩漿海洋行星冷卻和凝固時的揮發性釋放。 還有兩種機制可以剝離大氣層，它們還需要更多的研究：光蒸發和恆星風蝕。
有很多東西要學，這就是這項研究正在削減的東西。 “通過觀察m矮行星並確定哪些宿主大氣層（如果有的話），我們可以建立乙個經驗基準樣本，可用於校準大氣質量損失模型，”作者明確而明確地指出。
研究人員檢查了GJ 367B的日側發射光譜，以確定表面是由什麼構成的，如果有的話，存在什麼型別的大氣，如果有的話，即使它只是乙個薄而脆弱的層。 他們得出的結論是，這顆行星的反照率為零，沒有熱再迴圈，也沒有大氣層。
GJ 367b是第乙個具有熱表面觀測的亞地球，“Zhang和他的合著者寫道。 “這些觀測揭示了一顆沒有可探測到的大氣層，沒有熱量再分布的行星，MIRI帶通（ab 0.）的黑暗表面。1）具有黑體發射光譜。
作者解釋說：“缺乏熱量再分布排除了各種成分的1巴大氣壓，而發射光譜排除了某些成分的稀有大氣壓。 相比之下，地球的大氣層在海平面上約為 1 巴。
GJ 367B缺乏氣氛也就不足為奇了。 那是因為它位於所謂的“宇宙海岸線”之上。 宇宙海岸線是將所有行星連線在一起的統計趨勢的隱喻。 當我們將行星從其恆星接收到的光與行星大氣層逃逸到太空中的難易程度進行比較時，就會出現一條分界線。
然而，地球要高得多'宇宙海岸線'，缺乏大氣層並不奇怪，儘管對於測量MM矮巖行星大氣的前景來說，這並不是最好的訊息，“作者解釋說。
GJ 367B 將永遠不適合居住。 它離它的恆星太近了。 但這仍然是重要的資料，將幫助科學家更好地了解系外行星的大氣層。 如果我們要了解紅矮星的宜居性，我們需要更多這樣的資料。
我們鼓勵JWST對宇宙海岸線附近或以下的行星進行觀測，以了解圍繞m矮星執行的岩石行星（如果有的話）有大氣層，“作者總結道。
那麼，宜居的m矮星的前景如何呢？越來越多的證據表明，就係外行星的宜居性而言，紅矮星並不是很好的同床共床。 由於它們非常昏暗，因此它們的可居住區域要近得多。 這意味著紅矮星宜居帶中的系外行星會受到強烈的耀斑，這些耀斑會破壞大氣層，並使其表面沐浴在強烈的輻射中。
更多資訊：Michael Zhang et al.， GJ 367b is a dark， hot， less underground Earth， Arxiv （2024）. doi： 10.48550/arxiv.2401.01400