宇宙中,行星的命运往往与温度和引力紧密相连。云南天文台的一项研究揭示了行星大气逃逸的惊人现象——某颗热木星每年竟会流失十万亿吨物质,仿佛在太空中“撒沙”。这种现象并非孤例,它与行星因高温导致的水分子分解密切相关,而金星便是这一过程的典型代表。
科学家通过模拟发现,金星在二三十亿年前曾拥有与地球相似的气候,表面覆盖着液态水。然而,频繁的火山活动释放了大量二氧化碳,引发了失控的温室效应。随着温度飙升,海水蒸发形成水蒸气,在高层大气中受太阳辐射影响,水分子被分解为氢和氧。由于金星引力较弱,氢原子迅速逃逸至太空,而氧则与碳结合形成二氧化碳,最终将金星变成了一颗“炼狱”般的星球。
地球同样面临氢逃逸的问题,但过程要缓慢得多。云南天文台的研究指出,行星能否保留大气取决于一个关键参数。若该参数低于临界值,大气便会逐渐流失。金星早期未能满足这一条件,导致氢大量逃逸,而地球因质量较大且拥有磁场,能够更有效地束缚氢原子。
系外行星中,WASP-121b的遭遇更为极端。这颗热木星距离主星极近,表面温度极高。天文学家通过光学波段观测发现,其周围存在大量逃逸的氢原子,逃逸速度甚至超过声速,仿佛大气在“喷发”。这种现象不仅与行星自身引力有关,还受到恒星潮汐力的影响——潮汐力会加剧大气流失,将气体扯成流状抛入太空。
行星的命运似乎从诞生起便已注定。质量较小的行星因引力弱,难以留住氢;而离恒星过近的行星,则会因恒星辐射和潮汐力的双重作用加速大气逃逸。这就像用手握沙,越用力,沙子流失得越快。地球之所以能保留海洋,得益于其较大的质量和磁场的保护。
然而,一个未解之谜始终困扰着科学家:那些逃逸的氢原子最终去了哪里?它们是融入了星际介质,还是被其他天体捕获?有人戏称它们可能在太空中“组团旅游”,但这并非完全不可能。目前,科学家正通过观测系外行星周围逃逸氢原子的痕迹,来推断行星是否具备保留液态水的条件。云南天文台的研究表明,光学波段能够捕捉到氢的信号,为寻找潜在宜居行星提供了重要线索。
在浩瀚的宇宙中,行星的生存环境异常严苛。要么被恒星烤干大气,要么因引力不足而流失物质,能够保留液态水的行星堪称“幸运儿”。地球拥有海洋,无疑是中了宇宙级的“大奖”,而这份幸运也提醒着我们:守护这颗蓝色星球,或许是我们最重大的责任。