50光年外,红矮星LHS 1140周围的一颗岩质行星,正在以每秒约10万公斤的速度流失氦气——大致相当于把一头蓝鲸的重量,每两分钟送进太空一次。
这颗行星叫LHS 1140b,质量约为地球的5.5倍,半径1.7倍,绕恒星一圈只要25天。它离主星比水星离太阳还近,但因为LHS 1140是颗暗淡的红矮星,行星接收到的光照反而不到地球的一半——如果这些光都用来加热地表,理论上足够维持液态水。
氦气拖出两条尾巴
研究团队用智利拉斯坎帕纳斯天文台的近红外设备,在LHS 1140b凌日前后拍到了明显的氦信号,信号范围超出了行星本身的半径,像是拖出了一前一后两条尾巴。同一系统里离恒星更近的LHS 1140c,凌日时却完全没有氦信号——这颗行星轨道周期不到4天,接收辐射约是地球的5倍,大气大概率早被烤秃了。
两颗行星,一冷一热,像是给这颗恒星画出一条"宇宙海岸线":辐射更强的那一侧寸草不生,弱一侧才有留住大气的机会。
逃逸的氦气,替我们把大气盘点了一遍
氦本身不是重点,重点是它为什么能逃逸。氢比氦更轻,如果大气里还有大量氢,它会先一步吸收高能辐射,替氦气挡住伤害。LHS 1140b的氦还在被大量吹走,说明这层保护罩已经基本没了——氢大概率已经耗尽。
反过来,按目前的辐射能量推算,原子质量高于9的成分基本逃不掉。氧、氮这类原子,以及水、甲烷、氨这些分子,理论上都留得住,只是具体成分现在谁也说不准。
氦是这场蒸发里最先烧完的柴,烧剩的才是这颗行星的底牌。
- 结论.每秒10万公斤这个数字,对应的是一层最初约占行星质量1.5%的原始大气被"烤"掉的量级——这是模型推算出的当前速率,不是长期恒定的流失速度。
- 风险.一年后用同一批仪器重复观测,再没测到氦信号,只能说明信号低于探测下限,不代表逃逸停止了。这套数据本身波动很大,不能拿一次观测外推长期趋势。
宇宙海岸线在哪,离宜居还远
《论语》说"岁寒,然后知松柏之后凋也"——挺不过辐射的行星,大气早被剥得只剩石头;挺得住的,才有资格谈接下来的故事。LHS 1140b目前看,大概率站在能挺住的一侧,但这跟"宜居"隔着好几层证据。
我更在意的是,这项研究真正的价值不是"看到了逃逸"这四个字本身,而是提供了一种倒推的思路:与其硬啃一层几乎测不到的稀薄大气,不如去看它正在流失什么、流失多快,再反推剩下的是什么。这比直接成像系外行星大气门槛低得多,也现实得多。
但别急着把它读成好消息的确认书。我们仍然不知道LHS 1140b到底有没有稳定的大气,更别说组成、压强、有没有液态水。氦逃逸告诉我们的,只是"氢没了,重一点的东西也许还在",这是一个边界条件,不是一张体检报告。系外行星研究这些年最容易犯的错,就是把"排除了最坏的情况"直接读成"接近了最好的情况"——两者之间,还差着几代望远镜的观测时间。