系外行星格利泽367 b的插图。 这是一个奇怪的星球，可能完全由铁组成。 它的红矮星可能已经剥离了它的外层硅酸盐层和大气层。 **nasa
红矮星系外行星的宜居性是空间科学的热门话题。 这些暗淡的小恒星是许多系外行星的家园，包括地球大小的小型岩石行星。 但是这些小恒星会发出极其强大的耀斑，可以破坏和剥离大气层。
如果我们要了解红矮星的宜居性，我们需要了解围绕它们运行的系外行星的大气层。
在一项新的研究中，天文学家研究了经常提到的系外行星GJ 367b的大气层，但一无所获。 这颗行星可能已经失去了很久以前的任何挥发物，而它的轨道红矮星是罪魁祸首。
格利泽367是一颗红矮星（m矮星），距离地球约30光年，有三颗已知的系外行星围绕着它运行。 天文学家在 2021 年使用 NASA 的 TESS（凌日系外行星勘测卫星）发现了 GJ 367B 及其兄弟姐妹。 GJ 367b是一颗超短周期行星，只需要7一个轨道可以在7小时内完成，并且很可能被潮汐锁定在其恒星上。 它离红矮星如此之近，以至于它接收到的辐射是地球从太阳接收到的辐射的数百倍。 其表面的所有辐射爆炸都意味着白天的温度约为1,500°C（1,770 K; 2,730°f）。
GJ 367b是一个半径约为地球半径72%的亚地球。 但它非常密集，几乎是地球密度的两倍。 科学家认为，它主要是铁，其外层硅酸盐层已被剥离。 它有时被称为钢铁星球。
系外行星比其他恒星更容易在红矮星周围被发现，因为它们更暗、更小。 这有助于使用凌日法和径向速度法寻找行星。 因此，研究它们是有意义的，因为它们太多了，我们可以看到很多。
在一篇新的、未发表的文章中，研究人员用詹姆斯·韦伯太空望远镜的中红外仪器（MIRI）检查了GJ 367B。 这个**是“GJ 367b是一个黑暗、炎热、没有空气的地下地球”。 它现在是预印本，由芝加哥大学天文学和天体物理学系的博士后研究员Michael Zhang发布在ARXIV服务器上。
这个**的标题给出了结论，但细节很有趣。
GJ 367B永远不会适合居住，因为它离它的恒星太近了。 但天文学家对围绕红矮星（m矮星）运行的系外行星非常感兴趣。 一方面，红矮星很多;银河系中一半的恒星可能是红矮星，也许远不止于此。 因此，我们银河系中的大多数系外行星可能都围绕着红矮星运行，行星猎人在它们周围发现了大量的系外行星。
围绕m矮星运行的小岩石行星是否能够容纳大气层的问题对于宜居性至关重要，“作者写道。 红矮星比类太阳恒星更容易研究，因为红矮星更暗、更小。 像太阳这样更大、更亮的恒星可以淹没系外行星的大气层。 但是，当谈到红矮星系外行星的潜在宜居性时，一头大象已经悄悄地进入了房间：耀斑。
然而，长期以来，人们一直认为，m矮星的高能辐射、耀斑和长前主序带状行星大气层;这种情况发生的程度是积极研究的主题，“研究人员解释说。
它之所以是一个如此活跃的研究领域，是因为人们对大气层产生背后的基本机制知之甚少。 有两种机制：行星形成过程中的挥发性转移和年轻岩浆海洋行星冷却和凝固时的挥发性释放。 还有两种机制可以剥离大气层，它们还需要更多的研究：光蒸发和恒星风蚀。
有很多东西要学，这就是这项研究正在削减的东西。 “通过观察m矮行星并确定哪些宿主大气层（如果有的话），我们可以建立一个经验基准样本，可用于校准大气质量损失模型，”作者明确而明确地指出。
研究人员检查了GJ 367B的日侧发射光谱，以确定表面是由什么构成的，如果有的话，存在什么类型的大气，如果有的话，即使它只是一个薄而脆弱的层。 他们得出的结论是，这颗行星的反照率为零，没有热再循环，也没有大气层。
GJ 367b是第一个具有热表面观测的亚地球，“Zhang和他的合著者写道。 “这些观测揭示了一颗没有可探测到的大气层，没有热量再分布的行星，MIRI带通（ab 0.）的黑暗表面。1）具有黑体发射光谱。
作者解释说：“缺乏热量再分布排除了各种成分的1巴大气压，而发射光谱排除了某些成分的稀有大气压。 相比之下，地球的大气层在海平面上约为 1 巴。
GJ 367B缺乏气氛也就不足为奇了。 那是因为它位于所谓的“宇宙海岸线”之上。 宇宙海岸线是将所有行星连接在一起的统计趋势的隐喻。 当我们将行星从其恒星接收到的光与行星大气层逃逸到太空中的难易程度进行比较时，就会出现一条分界线。
然而，地球要高得多'宇宙海岸线'，缺乏大气层并不奇怪，尽管对于测量MM矮岩行星大气的前景来说，这并不是最好的消息，“作者解释说。
GJ 367B 将永远不适合居住。 它离它的恒星太近了。 但这仍然是重要的数据，将帮助科学家更好地了解系外行星的大气层。 如果我们要了解红矮星的宜居性，我们需要更多这样的数据。
我们鼓励JWST对宇宙海岸线附近或以下的行星进行观测，以了解围绕m矮星运行的岩石行星（如果有的话）有大气层，“作者总结道。
那么，宜居的m矮星的前景如何呢？越来越多的证据表明，就系外行星的宜居性而言，红矮星并不是很好的同床共床。 由于它们非常昏暗，因此它们的可居住区域要近得多。 这意味着红矮星宜居带中的系外行星会受到强烈的耀斑，这些耀斑会破坏大气层，并使其表面沐浴在强烈的辐射中。
更多信息：Michael Zhang et al.， GJ 367b is a dark， hot， less underground Earth， Arxiv （2024）. doi： 10.48550/arxiv.2401.01400