光明日報昆明5月12日電（記者張勇、徐鑫雨）太陽系外是否存在像地球一樣可以居住的行星？行星大氣是決定行星是否宜居的重要因素。近日，一項由中國科學院云南天文臺發(fā)起的新研究，為理解低質量系外行星劇烈大氣逃逸過程——流體大氣逃逸提供了新視角。這項研究揭示了流體大氣逃逸的不同驅動機制，并提出了一種新的更準確的分類方法。研究成果于5月9日發(fā)表在國際學術期刊《自然·天文學》上。
行星的大氣會因多種原因離開行星進入太空。其中，上層大氣以整體的行為猛烈剝離行星的方式被稱為流體大氣逃逸。流體大氣逃逸在太陽系行星的早期可能發(fā)生，如果地球在那時以流體大氣逃逸的形式失去整個大氣，就可能變得和火星一樣荒涼。如今這種猛烈的逃逸方式在地球等行星中已不復存在。然而，通過空間和地面望遠鏡觀測發(fā)現(xiàn)，流體大氣逃逸在一些離宿主恒星很近的系外行星上一直存在，不僅改變了行星的質量，還影響了行星的氣候和宜居環(huán)境。
研究發(fā)現(xiàn)，低質量系外行星的流體大氣逃逸可以由行星內能、恒星潮汐力做功或恒星的極端紫外輻射加熱單獨或共同驅動。借助論文作者、中國科學院云南天文臺郭建恒研究員主導的研究成果，僅使用恒星和行星的基本物理參數(shù)，如質量、半徑和軌道距離等就可以對低質量行星流體大氣逃逸機制作出分類。
郭建恒說，在那些低質量和大半徑的行星上，如果行星有足夠的內能或者足夠高的溫度，便可驅動大氣逃逸。研究發(fā)現(xiàn)使用經典的金斯參數(shù)，即行星內能和勢能的比值，就可以對上述逃逸是否發(fā)生作出判斷。對于內能無法驅動大氣逃逸的行星，該研究通過引入恒星的潮汐力，定義了一個改進的金斯參數(shù)。通過這個改進的金斯參數(shù)，研究者就能更準確地區(qū)分恒星潮汐力和極端紫外輻射在驅動大氣逃逸上的角色。
中國科學院院士韓占文表示：“該成果巧妙地使用了恒星行星系統(tǒng)的基本物理參數(shù)，對行星大氣的逃逸機制作出了清晰的分類，為下一步研究行星可宜居性和行星大氣演化過程提供了理論依據(jù)?！?/p>
（責任編輯：蔡文斌）
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