天文學家首次檢測到系外行星上的磁場特徵

美國和法國的天文學家組成的國際研究團隊，利用哈勃太空望遠鏡提供的數據，首次直接探測到一顆太陽系外行星周圍磁場的特徵。 研究人員指出，磁場在保護行星大氣方面起著至關重要的作用，因此探測到系外行星的磁場是更好地了解這些外星世界的重要一步。

研究小組利用哈勃太空望遠鏡觀測系外行星HAT-P-11b，這是一顆海王星大小的行星，距離地球一百二十三光年。研究人員對望遠鏡收集的該系外行星六次凌日現象時得到的數據開展分析，結果發現了一個帶電碳粒子區域，在該區域圍繞著行星，並以長尾的形式從行星流出。他們指出，磁場是這一現象最好的解釋。

美國亞利桑那大學月球與行星實驗室兼職研究員喬得·巴利斯特（Gilda Ballester）說：「這是天文學家首次直接探測到一顆系外行星的磁場。地球磁場起到屏蔽來自太陽的高能粒子（太陽風）的作用，在其它行星上，磁場可能扮演類似的角色，發現HAT-P-11b的磁場是進一步了解系外行星宜居性的重要一步。」

巴利斯特強調稱，最新研究的關鍵之處在於，他們不僅在該行星周圍觀察到了碳離子，而且還觀察到碳離子以平均時速十六公里的速度從行星上延伸出一條長長的尾巴，尾巴伸入太空至少有一個天文單位（約一億五千萬公里）。

研究人員還發現，HAT-P-11b大氣內的金屬元素數量比氫和氦的化學元素的數量低於預期。 在太陽系內，冰凍氣態行星海王星和天王星含有大量金屬，但磁場較弱；而更大的氣態行星木星和土星的金屬含量較低，磁場較強。 巴利斯特說：「HAT-P-11b的質量僅為木星的8%，它低大氣金屬含量挑戰了目前的系外行星形成模型，我們需要開展進一步研究來完善目前關於某些系外行星如何形成的理論。

【圖：法國巴黎天體物理學研究所；文：節錄自科學網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2021年12月16日出版的《自然-天文學》期刊 標題是： Signatures of strong magnetization and a metal-poor atmosphere for a Neptune-sized exoplanet