【菜科解读】

　　新的研究表明，恒星辐射正在剥离比海王星略小的系外行星的“蓬松”大气层，留下它们的岩石核心，并将它们改造成更接近地球的世界（超级地球）。

　　20世纪90年代，天文学家证实了太阳系外行星的存在。

它们被称为系外行星，是现代天文学中最迷人的课题之一。

美国宇航局开创性的开普勒天文台和凌日系外行星探测卫星(TESS)等航天器扫描了天空，寻找附近恒星亮度的周期性下降。

这种闪烁是一颗恒星正在托管一颗行星的迹象，这颗行星已经越过了恒星的表面，暂时挡住了它的光线。

　　现在天文学家已经收集了数千个系外行星的信号，他们对行星大小的范围有了更好的了解。

天文学家给他们的发现贴标签的一个有用的方法是将这些世界与生活在我们宇宙后院的熟悉的行星进行比较；

现有的系外行星类别包括“超级地球”和“迷你海王星”

　　两项新的研究指出了行星进化的特殊可能性，这是系外行星研究背后的关键推动因素之一。

　　天文学家探测到的一些系外行星是像火星这样的小型岩石世界，其他的是像土星和木星这样的大型气态行星。

但研究人员也发现，在我们自己的太阳系中，没有相似的世界。

例如，他们发现了大小介于地球和海王星之间的系外行星，海王星大约比我们的行星宽3.9倍。

　　根据新的研究，这些迷你海王星可能正在脱落它们“蓬松的”最外层外壳，并收缩成超级地球。

这种不稳定性和过渡可能解释了为什么探测到海王星和地球大小之间的系外行星相对罕见。

　　这两项研究的主要作者、帕萨迪纳加州理工学院(Caltech)的研究生迈克尔·张(Michael Zhang)在2月3日的一份声明中描述了这些论文，他说:“一颗大小差距的行星将有足够的大气来膨胀它的半径，使它拦截更多的恒星辐射，从而实现快速的质量损失。

“但大气层足够稀薄，很快就会消失。

这就是为什么一颗行星不会在间隙中停留很长时间。

”

　　据张介绍，这个过程一直到现在都没有被抓到。

但是一段时间以来，天文学家一直怀疑小型微型海王星有正在蒸发的大气层。

　　研究人员利用哈勃太空望远镜和夏威夷的W.M .凯克天文台观测了四个微型海王星。

他们注意到他们的两个实验对象——一个叫HD 63433c，距离地球73光年，另一个叫TOI 560.01，距离地球103光年——大气中有快速运动的气体。

　　“气体的速度提供了大气正在逃逸的证据，”张说。

“观测到的TOI 560.01周围的氦以每秒20公里的速度移动，而HD 63433c周围的氢以每秒50公里的速度移动。

”

　　“这些微型海王星的引力不足以支撑如此快速运动的气体，”张说。

“行星周围外流的程度也表明大气正在逃逸；

TOI 560.01周围的气体茧至少是行星半径的3.5倍，HD 63433c周围的气体茧至少是行星半径的12倍。

”

　　张和他的团队不排除其他可能的情况。

例如，也许超级地球一开始就没有厚厚的一层气体可以释放。

　　加州理工学院的行星科学家、张的顾问希瑟·克努森(Heather Knutson)在声明中说：“作为系外行星科学家，我们已经学会了期待意想不到的事情。

这些奇异的世界不断给我们带来超出我们在太阳系中观察到的新物理惊喜。

”

好诡异的景象！科学家：土卫六上存在“慢速推进的巨浪”

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同样的微风可以在土卫六表面激起巨浪，却仅够在地球上泛起涟漪。

Schneck / Ashton et al. 麻省理工学院（MIT）博士生 Una Schneck 等人，近日在《地球物理研究：行星（Journal of Geophysical Research: Planets）》杂志上刊发表了一篇文章，称他们开发了一个名叫“行星波浪（PlanetWaves）”的新模型，可以精确描述地球之外天体表面液体形成的波浪形态。

据称该模型综合考虑了行星的气压和液体的特性，包括其密度、粘度和表面张力——这些参数能够量化波浪在形成过程所受到的阻力——而非仅考虑行星的引力。

研究人员发现，在地球以外的天体表面，波浪的形态和强度可能与地球迥然不同。

仅够地球泛起涟漪的微风，在土星的卫星土卫六（Titan）表面，却能掀起高达3米的巨浪。

同样的微风可以在土卫六表面激起巨浪，却仅够在地球上泛起涟漪。

Schneck / Ashton et al. 研究人员称，人们可能已经习惯了地球上特定的波浪形态，但通过这个模型，我们可以非常直观地看到在不同的液体、不同的大气和不同的引力条件下波浪运动方式的差异，而这种差异很可能会挑战我们的直觉。

土卫六是迄今为止已知地球以外唯一一个表面存在大量液态物质的天体。

但土卫六表面的液体并不是水，而是油性的甲烷、乙烷等碳氢化合物（烃类物质）。

这些物质只在-179℃的极寒环境中才保持液态。

但是迄今为止事实上没有人直接看到过土卫六表面的这些湖泊或海洋，要想知道那里会产生什么样的波浪，只能靠模拟。

研究人员通过模拟发现，由于土卫六的引力仅为地球的14%，其湖泊或海洋中液体的密度较低，且更易流动，因此仅够地球泛起涟漪的微风，也能在那里掀起3米高的巨浪。

所以如果我们站在土卫六的海边，可能会看到这样一幕超现实主义的景象：尽管迎面而来的只是轻柔的微风，海中却已掀起巨大的波浪——更让人感觉诡异的是，这些巨浪却在以非常慢的速度缓缓移动，其推进的速度像是慢镜头。

由此也引出了另一个让人好奇的谜——在地球上，海浪的长期拍打，会对海岸构成严重侵蚀——那么在土卫六上，这些“巨浪”是否也有同样的能力？ 如果我们将地球和土卫六进行比较，会发现在地球表面，河流入海口通常有所谓的“三角洲（Delta）”；

但在土卫六上，尽管也有河流和海岸线，却几乎看不到类似三角洲的地貌。

这种差异是否与波浪的差异有关？ 了解这种差异，也有助于工程师设计出能够在土卫六湖泊或海洋表面漂浮的探测器。

这样的探测器必须能够承受“当地”海浪的冲击。

此外，尽管火星表面现在已经没有液态水，但在几十亿年前，却并非如此。

通过该模型，研究人员发现， 当时仅需较小的风力，就可在液态水的表面掀起波浪；

而随着火星大气层的逐渐散失，其表面气压和温度下降，在此过程中产生波浪所需的风力也越来越强。

在太阳系以外，行星 LHS 1140b 位于宜居带，它的密度表明其有高达 19% 的含水量。

LHS 1140b 是一颗“超级地球”，其引力比地球强得多。

那里如果有海洋，那么在相同风速下产生的海浪要比地球上小得多。

一个更为奇异的范例可能是 Kepler-1649b——这颗酷热的系外行星，其引力强度与地球相近，且大气环境可能与金星差不多——富含大量硫酸。

如果 Kepler-1649b 表面存在硫酸湖，那么由于硫酸的密度是液态水的两倍，若要在其湖面上掀起硫酸的涟漪，所需的风力要比在地球上强得多。

而巨蟹座 55e（55 Cancri e）表面则可能覆盖着熔岩湖。

熔岩的黏性非常大，与此同时这颗行星的引力也比地球强，所以要在这些熔岩湖表面掀起涟漪，则需要时速近 130 千米的狂风。

土卫六。

NASA / JPL-Caltech 参考 Waves hit different on other planets https://news.mit.edu/2026/waves-hit-different-on-other-planets-0416 Modeling Wind-Driven Waves on Other Planets: Applications to Mars, Titan, and Exoplanets https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2025JE009490

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