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行星的“水危機”:高溫拆解水分子,氫原子“離家出走”奔太空

   時間:2025-09-24 20:39:51 來源:快訊編輯:快訊 IP:北京 發(fā)表評論無障礙通道
 

宇宙中,行星的命運往往與溫度和引力緊密相連。云南天文臺的一項研究揭示了行星大氣逃逸的驚人現(xiàn)象——某顆熱木星每年竟會流失十萬億噸物質,仿佛在太空中“撒沙”。這種現(xiàn)象并非孤例,它與行星因高溫導致的水分子分解密切相關,而金星便是這一過程的典型代表。

科學家通過模擬發(fā)現(xiàn),金星在二三十億年前曾擁有與地球相似的氣候,表面覆蓋著液態(tài)水。然而,頻繁的火山活動釋放了大量二氧化碳,引發(fā)了失控的溫室效應。隨著溫度飆升,海水蒸發(fā)形成水蒸氣,在高層大氣中受太陽輻射影響,水分子被分解為氫和氧。由于金星引力較弱,氫原子迅速逃逸至太空,而氧則與碳結合形成二氧化碳,最終將金星變成了一顆“煉獄”般的星球。

地球同樣面臨氫逃逸的問題,但過程要緩慢得多。云南天文臺的研究指出,行星能否保留大氣取決于一個關鍵參數。若該參數低于臨界值,大氣便會逐漸流失。金星早期未能滿足這一條件,導致氫大量逃逸,而地球因質量較大且擁有磁場,能夠更有效地束縛氫原子。

系外行星中,WASP-121b的遭遇更為極端。這顆熱木星距離主星極近,表面溫度極高。天文學家通過光學波段觀測發(fā)現(xiàn),其周圍存在大量逃逸的氫原子,逃逸速度甚至超過聲速,仿佛大氣在“噴發(fā)”。這種現(xiàn)象不僅與行星自身引力有關,還受到恒星潮汐力的影響——潮汐力會加劇大氣流失,將氣體扯成流狀拋入太空。

行星的命運似乎從誕生起便已注定。質量較小的行星因引力弱,難以留住氫;而離恒星過近的行星,則會因恒星輻射和潮汐力的雙重作用加速大氣逃逸。這就像用手握沙,越用力,沙子流失得越快。地球之所以能保留海洋,得益于其較大的質量和磁場的保護。

然而,一個未解之謎始終困擾著科學家:那些逃逸的氫原子最終去了哪里?它們是融入了星際介質,還是被其他天體捕獲?有人戲稱它們可能在太空中“組團旅游”,但這并非完全不可能。目前,科學家正通過觀測系外行星周圍逃逸氫原子的痕跡,來推斷行星是否具備保留液態(tài)水的條件。云南天文臺的研究表明,光學波段能夠捕捉到氫的信號,為尋找潛在宜居行星提供了重要線索。

在浩瀚的宇宙中,行星的生存環(huán)境異常嚴苛。要么被恒星烤干大氣,要么因引力不足而流失物質,能夠保留液態(tài)水的行星堪稱“幸運兒”。地球擁有海洋,無疑是中了宇宙級的“大獎”,而這份幸運也提醒著我們:守護這顆藍色星球,或許是我們最重大的責任。

 
 
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