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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(xiàng)由中國科學(xué)院云南天文臺發(fā)起的新研究，為理解低質(zhì)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(xiàng)研究揭示了流體大氣逃逸的不同驅(qū)動(dòng)機(jī)制，并提出了一種新的更準(zhǔn)確的分類方法。研究成果于5月9日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·天文學(xué)》上。

行星的大氣會(huì)因多種原因離開行星進(jìn)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(shí)以流體大氣逃逸的形式失去整個(gè)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(fù)存在。然而，通過空間和地面望遠(yuǎn)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(zhì)量，還影響了行星的氣候和宜居環(huán)境。

研究發(fā)現(xiàn)，低質(zhì)量系外行星的流體大氣逃逸可以由行星內(nèi)能、恒星潮汐力做功或恒星的極端紫外輻射加熱單獨(dú)或共同驅(qū)動(dòng)。借助論文作者、中國科學(xué)院云南天文臺郭建恒研究員主導(dǎo)的研究成果，僅使用恒星和行星的基本物理參數(shù)，如質(zhì)量、半徑和軌道距離等就可以對低質(zhì)量行星流體大氣逃逸機(jī)制作出分類。

郭建恒說，在那些低質(zhì)量和大半徑的行星上，如果行星有足夠的內(nèi)能或者足夠高的溫度，便可驅(qū)動(dòng)大氣逃逸。研究發(fā)現(xiàn)使用經(jīng)典的金斯參數(shù)，即行星內(nèi)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(nèi)能無法驅(qū)動(dòng)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(gè)改進(jìn)的金斯參數(shù)。通過這個(gè)改進(jìn)的金斯參數(shù)，研究者就能更準(zhǔn)確地區(qū)分恒星潮汐力和極端紫外輻射在驅(qū)動(dòng)大氣逃逸上的角色。

中國科學(xué)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(jī)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)?！保ㄓ浾邚堄?、徐鑫雨）