一顆近距離系外行星正在引發恒星耀斑并自毀。這是行星與恒星磁場相互作用的首個直接證據。參與歐洲航天局“胡夫”任務的天文學家觀測到一顆系外行星，該行星似乎正在從其主恒星發出強烈的輻射耀斑。這些強烈的輻射爆發正在剝離該行星稀薄的大氣層，使其體積逐年縮小。

在這張藝術家構想圖中，我們可以看到行星 HIP 67522 b 沿著磁場線向其主恒星表面發射能量波。當能量波與主恒星表面磁場線末端相遇時，會引發大規模耀斑。

這是首次直接證明行星以這種方式積極影響其恒星。盡管科學家在20世紀90年代就提出了這種可能性，但這項研究探測到的耀斑強度比之前預測的要高出約100倍。

美國國家航空航天局/歐洲航天局/加拿大航天局詹姆斯韋伯太空望遠鏡和美國航天局凌日系外行星勘測衛星（TESS ）等望遠鏡的觀測已經為這顆系外行星及其母恒星提供了早期的見解。

這顆名為HIP 67522的恒星比我們的太陽略大，溫度也略低，但年輕得多——它的年齡只有1700萬年，而太陽的年齡為45億年。它擁有兩顆已知的行星，其中最內側的HIP 67522 b僅需七天就能完成公轉。

由于HIP 67522恒星年輕且體積相對較大，研究人員預計其將高度活躍，具有強烈的自轉和內部運動。這些特性將使其成為一個強大的磁場發生器。

藝術家繪制的“Cheops”（系外行星特征衛星）效果圖，背景是一個系外行星系統。圖片來源：ESA/ATG medialab

相比之下，較老的太陽擁有更弱、更穩定的磁場。科學家們已經了解到，在具有磁場的恒星中，當糾纏的磁力線斷裂并釋放能量時，就會爆發耀斑。這些爆發可以表現為軟射電輻射、明亮的可見光，甚至是高能伽馬射線。

自20世紀90年代發現第一顆系外行星以來，天文學家一直在思考，其中一些行星的軌道是否足夠近，足以干擾其主恒星的磁場。如果是這樣，它們可能會引發耀斑。

荷蘭射電天文學研究所 (ASTRON) 的 Ekaterina Ilin 領導的團隊認為，利用我們現有的太空望遠鏡，是時候進一步研究這個問題了。

“我們之前從未見過像 HIP 67522 這樣的系統；當這顆行星被發現時，它是已知的繞其主恒星運行時間不到 10 天的最年輕行星，”葉卡捷琳娜說。

天文學家利用歐洲航天局的“胡夫”號任務，捕捉到了一顆緊貼的系外行星，這顆行星似乎正在引發其所環繞恒星的輻射耀斑。這些劇烈的爆炸正在摧毀這顆行星厚厚的大氣層，導致其體積逐年萎縮。這張信息圖解釋了這一過程。圖片來源：歐空局

該團隊正在使用TESS對可能因與其行星相互作用而爆發耀斑的恒星進行廣泛掃描。當TESS將目光轉向HIP 67522時，團隊認為他們可能有所發現。為了確鑿無疑，他們求助于歐空局靈敏的系外行星表征衛星Cheops。

“我們很快就申請了使用‘胡夫’號（Cheops）進行觀測，它可以根據需要極其精確地瞄準單個恒星，”葉卡捷琳娜說。“‘胡夫’號觀測到更多耀斑，總數達到15個。從地球上看，當行星凌日到恒星前方時，幾乎所有耀斑都朝著我們的方向。”

因為我們看到的耀斑是行星經過恒星前方時產生的，所以很可能是由行星引發的。

恒星閃耀并非新鮮事。我們的太陽會定期釋放能量爆發，我們在地球上體驗到的這種能量爆發被稱為“太空天氣”，它會引發極光，并可能損害科技。但我們迄今為止只觀察到這種能量交換是恒星與行星之間的單向通道。

鑒于 HIP 67522 b 的軌道非常緊密，以及其恒星磁場的可能強度，葉卡捷琳娜的團隊得出結論，這顆行星距離恒星足夠近，足以影響恒星的磁場行為。

遭受如此多高能輻射的轟擊對HIP 67522 b來說并非好兆頭。這顆行星的大小與木星相似，但密度卻與棉花糖一樣，使其成為迄今為止發現的最纖細的系外行星之一。

隨著時間的推移，耀斑攜帶的輻射正在侵蝕這顆行星稀薄的大氣層，這意味著它的質量損失速度比我們想象的要快得多。在接下來的1億年里，HIP 67522 b可能會從一顆接近木星大小的行星變成一顆比海王星小得多的行星。圖片來源：Janine Fohlmeister（波茨坦萊布尼茨天體物理研究所）

他們提出，當這顆行星在其軌道上運行時，它會收集能量，并以波的形式沿著恒星的磁場線將其發回，就像斷繩的運動一樣。當這些波到達恒星表面磁場線的末端時，它們會以強大的耀斑形式釋放能量。

這是我們第一次看到行星對其主恒星產生影響，推翻了我們之前認為恒星獨立行為的假設。

HIP 67522 b 不僅會引發耀斑，還會朝自身方向引發耀斑。結果，這顆行星受到的輻射量是正常情況下的六倍。

毫不奇怪，受到如此多高能輻射的轟擊對HIP 67522 b來說并非好兆頭。這顆行星的大小與木星相似，但密度卻與棉花糖一樣，使其成為迄今為止發現的最纖細的系外行星之一。

隨著時間的推移，輻射正在侵蝕這顆行星輕薄的大氣層，這意味著它的質量損失速度比預期的要快得多。在接下來的1億年里，它可能會從一顆接近木星大小的行星變成一顆比海王星小得多的行星。

通過探測行星經過恒星前方時恒星亮度的下降，胡夫星可以測量系外行星的大小。在這項研究中，天文學家利用亮度測量來探測恒星釋放的能量耀斑。圖片來源：歐空局

“這顆行星似乎正在引發能量極高的耀斑，”葉卡捷琳娜指出。“它沿著恒星磁場線發出的波會在特定時刻引發耀斑。但耀斑的能量遠高于波的能量。我們認為，這些波正在引發即將發生的爆炸。”

當HIP 67522被發現時，它是已知繞其主恒星運行的最年輕行星。此后，天文學家發現了幾個類似的系統，而且在附近的宇宙中可能還有幾十個這樣的系統。葉卡捷琳娜和她的團隊渴望利用TESS、Cheops和其他系外行星任務對這些獨特的系統進行更深入的觀察。

“有無數個問題，因為這是一個全新的現象，所以細節還不清楚，”她認為現在有兩件事最為重要。第一，是跟蹤不同波長（胡夫星覆蓋可見光到近紅外波長），以查明這些耀斑釋放的能量類型——例如，紫外線和X射線對這顆系外行星來說尤其糟糕。

“第二個目標是尋找和研究其他類似的恒星-行星系統；通過從單一案例發展到 10 到 100 個系統的集合，理論天文學家將有可用的研究對象。”

歐空局“胡夫”號項目科學家馬克西米利安·岡瑟（Maximillian Günther）很高興看到這項任務以他從未想過的方式為研究做出貢獻：“‘胡夫’號的設計初衷是表征系外行星的大小和大氣，而不是尋找耀斑。看到這項任務對這項研究以及其他遠遠超出其預期成果的貢獻，真是令人欣喜。”

展望未來，歐空局未來的系外行星獵人柏拉圖還將研究類似太陽的恒星，例如 HIP 67522。柏拉圖將能夠捕捉到更小的耀斑，從而真正為我們提供更好地了解正在發生的事情所需的細節。

編譯自/scitechdaily