哈勃发现一颗跟地球一般大小的行星可能存在“次级大气”

据外媒报道，一颗跟地球一般大小、名为GJ 1132 b的岩石系外行星围绕着一颗41光年远的红矮星运行。在某些方面，GJ 1132 b跟地球有有趣的平行关系，但在另一些方面它又非常不同。不同之处在于，它烟雾弥漫的大气中含有有毒的氢、甲烷和氰化氢混合物。

科学家们利用NASA的哈勃太空望远镜发现了证明这不是该行星原始大气的证据，据悉，该行星的第一个大气则是被GJ1132 b附近母星的猛烈辐射炸开的。也就是说，这颗星球拥有“次级大气”。

“次级大气”被认为是由星球表面下的熔岩不断从火山裂缝中渗出而形成的。从这些裂缝中渗出的气体似乎在不断补充大气，不然大气就会被恒星剥离。这是科学家首次在太阳系以外的星球上发现次级大气层。

从像海王星那样的气态行星转变成一个炎热的、有有毒大气的岩石世界那样，GJ 1132 b表明行星可以经历剧烈的物理变化。

科学家利用NASA的哈勃太空望远镜发现了证据--表明一颗围绕遥远恒星运行的行星可能失去了大气层，但通过火山活动又获得了第二层大气层。

据推测，这颗名为GJ1132 b的行星一开始是一个带有厚厚的氢层的气态世界。这颗所谓的“亚海王星”最初的直径是地球的几倍，它被认为由于它环绕的炽热年轻恒星的强烈辐射而迅速失去了原始的氢和氦大气层。在非常短的时间内，这样一颗行星将会被剥离成一个地球大小的裸核。而就在这时，事情开始变得有趣了。

令天文学家惊讶的是，哈勃观测到一种大气层，根据他们的理论，这是一种“次级大气层”。根据直接观测证据和通过计算机建模的推断，该小组报告称，该大气由氢分子、氰化氢、甲烷组成，另外还有气溶胶雾霾。模拟结果表明，气溶胶雾霾是基于光化学产生的碳氢化合物，类似于地球上的烟雾。

科学家们指出，目前GJ1132 b中的大气氢是来自原始大气的氢，这些氢被行星熔化的岩浆地幔吸收，现在正通过火山过程缓慢释放进而形成新的大气。大家现在看到的大气层被认为是不断补充的，这样可以平衡逃逸到太空中的氢。

这一发现可能会对太阳系以外的其他系外行星产生影响。

来自喷气推进实验室的论文主要作者Mark Swain表示：“有多少类地行星一开始不是类地行星？有些可能以次海王星的形式开始然后通过光蒸发原始大气的机制变成陆地。这一过程在当恒星温度更高时的行星生命早期起作用。然后恒星冷却下来，行星就在那里了。所以就有了这样一种机制，你可以在最初的1亿年里把大气层烤焦然后万物就安定下来了。如果你能让大气再生，也许你就能留住它。”

在某些方面，GJ1132 b跟其距离约41光年的地球有着诱人的平行线，但在某些方面，它们却非常不同。它们的密度、大小和年龄都差不多，约有45亿年的历史。它们的大气都以氢为主，在冷却之前都很热。研究人员的研究甚至表明，GJ1132 b跟地球表面的大气压力极为相似。

然而两颗行星的形成历史却截然不同。地球不被认为是幸存下来的亚海王星核。地球跟太阳之间的轨道距离适中。GJ1132 b则离它的红矮星如此之近以至于它每隔一天半就绕它的主星绕一圈。非常近的距离使得GJ1132 b被潮汐锁定，在任何时候都会向它的恒星显示同一面--就像我们的月球使一个半球永远面对地球一样。

“问题是，是什么让地幔保持足够高的温度以保持液态并引发火山活动？”Swain问道，“这个系统非常特别，因为它有机会进行大量的潮汐加热。”

潮汐加热是一种通过摩擦发生的现象。GJ1132 b处于椭圆轨道上，当它离主星最近或最远时，作用在它身上的潮汐力最强。在主星系统中至少有另外一颗行星也对这颗行星产生引力。其结果是，行星被这种引力挤压或拉伸。潮汐的加热使得地幔在很长一段时间内保持液态。在我们的太阳系中，木星的卫星木卫一就是一个例子，由于木星和邻近木星卫星的潮汐拉锯战，木卫一拥有持续的火山活动。

考虑到GJ1132 b的高温内部，该研究小组认为，该行星较冷的表层地壳非常薄，可能只有数百英尺厚。这不足以支撑任何类似火山的东西。由于潮汐的弯曲，它平坦的地形也可能会像蛋壳一样裂开。氢气和其他气体则可以通过这些裂缝释放出来。

据悉，NASA即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜将有能力观测这颗系外行星。