天文學家發現外星世界磁場的最有力證據

天文學家找到外星世界磁場存在的有力證據

這幅插圖展示了一顆系外行星的磁活動。這顆行星是類似木星的氣態巨行星，但它離其主星非常近且被潮汐鎖定。ESO/M. Kornmesser、L. Cal?ada

研究幾顆劇烈加熱的系外行星大氣層的天文學家發現了一種意想不到的模式，這種模式可能揭示這些遙遠星球的一種隱藏特性。

天文學家迄今為止發現了最清晰的證據，表明太陽系外的一些行星擁有磁場。通過測量七顆極熱氣態巨行星的大氣風，研究人員發現了磁場正在塑造這些遙遠星球環境的跡象。

這項研究使用了歐洲南方天文臺甚大望遠鏡（ESO的VLT）和北雙子座望遠鏡的觀測數據。研究結果表明，磁場正在控制這些行星的強風，并首次提供了系外行星磁場強度的可靠測量數據。

這一突破為系外行星研究打開了一扇全新的窗口。這是我們首次能夠比較其他星球的磁環境——這是朝著最終理解哪些行星能夠維持生命、保留水分，甚至有朝一日可能孕育我們所熟知的生命邁出的關鍵一步，法國蔚藍海岸天文臺拉格朗日實驗室的天文學家、發表于《自然天文學》的這項研究的主要作者朱莉婭·賽德爾表示。

一項長期尋求的系外行星測量

磁場在塑造行星環境方面發揮著重要作用。在地球上，磁場與大氣相互作用，幫助保護地球免受有害帶電粒子的侵害。太陽系中的其他行星，包括木星和土星，也有磁場。

盡管經過多年研究，科學家們仍無法直接測定系外行星上的磁場強度。這一挑戰長期以來一直未能解決。

有趣的是，研究人員最初并非在尋找磁場。他們的目標是研究圍繞不同恒星運行的七顆巨行星大氣中的風。這些行星與木星相似，但軌道離其恒星近得多，并且處于潮汐鎖定狀態，這意味著它們的一面始終朝向恒星。

就像月球總是以同一面朝向地球一樣，這些行星有著永久的晝夜半球。一個半球被強烈加熱，而另一個則保持寒冷得多。這種極端的溫度差異造就了不尋常的天氣模式和異常強勁的風。

極端風力揭示出一種意想不到的模式

研究團隊測得的風速范圍約為每小時7200公里（每小時4475英里）到每小時25000多公里（每小時15535英里）。相比之下，木星已知的最快風速約為每小時1500公里（每小時930英里）。

“一開始我們著手驗證大氣風在所有熱行星上的表現是否相同，”曾在智利歐洲南方天文臺（ESO）工作的天文學家塞德爾解釋道。

研究人員分析了來自智利阿塔卡馬沙漠歐洲南方天文臺（ESO）甚大望遠鏡（VLT）上的ESPRESSO儀器，以及美國夏威夷雙子座北望遠鏡上的類似儀器的數據。（VLT是歐洲南方天文臺的望遠鏡，而雙子座北望遠鏡是國際雙子座天文臺的一部分，該天文臺部分由美國國家科學基金會（NSF）資助，由NSF NOIRLab運營。）

當他們將風速與行星溫度進行比較時，出現了一個意想不到的趨勢。風速并沒有加快，反而隨著溫度的升高而減慢。

“這完全違反直覺，因為在其他條件相同的情況下，炎熱的行星有更多能量來加速風——一定有某種因素導致較熱天體的風速減慢，”該研究的合著者、拉格朗日實驗室教授維維安·帕門捷爾說。

磁場作為行星制動器

研究者們得出結論，最可能的解釋是全球磁場的存在。這些磁場能夠與行星大氣中的帶電粒子相互作用，減少它們的運動并有效減緩大氣環流。

利用這一效應，研究團隊估算了每顆行星的磁場強度。結果顯示，這些行星的磁場強度與太陽系中的巨行星相當，大約是土星磁場強度的四倍，或者約為木星磁場強度的一半。

研究結果還表明，磁場的影響可能遠不止于大氣風。

“在地球上，我們都知道南北極光的美麗——太陽粒子撞擊地球磁場，被引導至兩極，與大氣中的氣體碰撞，產生綠色、粉色和紫色的絢麗景象。”研究合著者Bibiana Prinoth解釋道，她曾是瑞典隆德大學的博士生，現為德國加興歐洲南方天文臺的天文學家。

在這些系外行星上，由磁活動驅動的極光可能會更加壯觀。

展望未來，科學家們渴望利用歐洲南方天文臺的極大望遠鏡更詳細地研究巨型系外行星和類地系外行星。該天文臺甚至可能能夠識別與遙遠星球上極光活動相關的大氣氣體。

“我喜歡想象，其中一些世界的天空中不僅布滿星星，還有巨大的彩色光簾在一顆一半永遠是白天、一半永遠是黑夜的行星上舞動。”

參考文獻 10.1038/s41550-026-02870-1

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外星世界是指地球以外的宇宙空間中存在的各類天體及環境，包括行星、衛星、星系等。它涵蓋可能具備生命條件的星球，也包含無生命的荒蕪天體。人類通過望遠鏡、探測器等工具持續探索，試圖尋找外星生命跡象，揭開宇宙中其他世界的神秘面紗，拓展對宇宙的認知邊界。

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參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自： https://scitechdaily.com/astronomers-find-strongest-evidence-yet-for-magnetic-fields-on-alien-worlds/

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