研究首次探測到系外行星磁場

12月16日發表在《自然·天文學》（Nature Astronomy）期刊的一份研究，第一次探測到一顆系外行星上的磁場，並發現這顆行星上磁場與其大氣化學成份的關係與現有的行星發展理論不相符。

地球上的磁場保護地球上的生物免受太陽風和宇宙高能射線的輻射，因此了解系外行星上的磁場也是探索外星生命的重要一步。

正如地球的磁場與太陽風相互作用會產生帶電粒子，在地球周圍形成一個磁層（magnetosphere）一樣，哈勃望遠鏡探測到了系外行星HAT-P-11b外面由大量碳離子構成的磁層。這顆行星距離地球123光年，體積和海王星差不多大。

這顆行星的磁層很特別，不僅圍繞著這顆行星，一些碳離子還以平均每小時10 萬英里的速度飛離行星，從而形成一條長達至少一個天文單位的尾巴。一個天文單位就是地球與太陽的距離。相比之下，地球磁層帶電粒子飛行的時速大約是90萬英里。

研究人員認為，HAT-P-11b上磁層的原理和地球上的一樣，但是HAT-P-11b與其主星的距離只有地球與太陽距離的二十分之一，這使得HAT-P-11b的大氣上層溫度較高，物質被氣化後在太空中形成一條長長的磁尾結構。

研究人員還發現，HAT-P-11大氣層的金屬丰度（metallicity）低於理論預期的水平。金屬丰度就是含有比氫、氦重的化學元素的比例。

在太陽系，像天王星和海王星這樣的低溫氣體行星，它們大氣的金屬丰度高，但是磁場弱；而體積比它們大得多的氣態行星，像木星和土星，它們大氣的金屬丰度低，但是磁場強。科學家依據這些規律構建了行星演化理論模型。

HAT-P-11b的體積和海王星差不多，按照現有的行星發展理論，它的大氣的金屬丰度會較高。然而探測到HAT-P-11b大氣的金屬丰度卻較低，這讓研究人員意識到現有的行星演化理論不夠完善。

主要研究者之一美國亞利桑那大學（University of Arizona）的吉爾達巴李斯特（Gilda Ballester）說：「雖然HAT-P-11b的質量只有木星的8%，但是我們認為它更像是一顆小型木星，而不像海王星。而我們在HAT-P-11b上看到的低金屬丰度，意味著我們對系外行星形成的理論還有需要調整的地方。」◇