系外行星可能拥有富含氦气的大气层

有没有其他星球的环境与我们相似？由于天文技术的进步，我们现在知道有成千上万的行星围绕着遥远的恒星运行。一项新的研究表明，宇宙中的一些系外行星拥有富含氦气的大气层。太阳系行星大小不均的原因，与氦的含量有关。这一发现可能使我们对行星演化的理解又迈进了一步。

太阳系外行星大小偏差之谜

直到 1992 年，第一颗系外行星才被发现。之所以花了这么长时间才找到太阳系外的行星，是因为它们被星光遮住了。因此，天文学家想出了一种巧妙的方法来寻找系外行星。它检查了行星经过其恒星前时光线的变暗。通过这种方法，我们现在知道行星甚至在我们的太阳系之外也很常见。至少有一半的类太阳恒星至少有一颗行星大小从地球到海王星。这些行星被认为具有“氢”和“氦”的大气层，它们在诞生时就从恒星周围的气体和尘埃中收集而来。

然而，奇怪的是，系外行星的大小在两组之间存在偏差。一个大约是地球的 1.5 倍，另一个是地球的两倍多，而且由于某种原因几乎没有介于两者之间的。这种幅度偏差称为“半径谷”。解开这个谜团被认为有助于我们了解这些行星的形成和演化。

氦与太阳系外行星大小偏差的关系

一种假设是太阳系外行星的大小偏差（谷）与行星的大气层有关。恒星是极其恶劣的地方，那里的行星不断受到X射线和紫外线的轰击。人们认为这剥离了大气层，只留下一小块岩石核心。因此，密歇根大学博士生艾萨克·马斯基和芝加哥大学天体物理学家莱斯利·罗杰斯决定研究行星大气层的剥离现象，这种现象被称为“大气耗散”。

为了了解热量和辐射对地球大气层的影响，他们使用行星数据和物理定律创建了一个模型并运行了 70,000 次模拟。他们发现，在行星形成数十亿年后，原子质量较小的氢会先于氦消失。地球大气质量的40% 以上可能由氦组成。

了解行星的形成和演化是发现地外生命的线索

根据研究团队的说法，还可以确认这个结果是否正确。高性能望远镜，例如最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜，将能够确定行星大气中元素的类型和数量。如果马斯基的假设是正确的，富氦行星应该属于小行星群。那是因为氦气的积累与大气层的逐渐剥离和行星的缩小同时发生。

另一方面，仍然含有氢和氦的行星有膨胀的大气层。因此，如果大气层仍然存在，人们认为它将是一大群行星。所有这些行星都可能很热，暴露在强烈的辐射下，并拥有高压大气。因此，生命的发现似乎不太可能。但了解行星形成的过程将使我们能够更准确地预测存在什么样的行星以及它们的样子。它还可用于寻找孕育生命的系外行星