年轻的海王星大小的系外行星在绕其母星运行时偶尔会喷出氢气

一种称为光蒸发的过程可以解释系外行星人口统计中的几个特征。在年轻的海王星大小的系外行星中观察到的大气逃逸可以深入了解和描述驱动这种演化的机制以及它们在什么时间占主导地位。AU Mic b 就是这样的一颗系外行星，比海王星稍大。在用 NASA/ESA 哈勃太空望远镜观测的一个轨道中，AU Mic b 看起来根本没有损失任何物质，而大约 1.5 年后用哈勃观测的轨道显示出明显的大气损失迹象。

AU Microscopii是一颗红矮星，距离 31.9 光年，位于 Microscopium 南部星座。

这颗恒星也被称为 AU Mic、Gliese 803 和 HD 197481，年龄约为 2200 万年。

AU Mic 是附近被称为绘架座β移动群的恒星之一，该群的名字来源于一颗更大、更热的 A 型恒星，该恒星拥有两颗行星。

这颗恒星拥有一颗年轻的海王星大小的系外行星 AU Mic b，以及一个相对罕见的边缘碎片盘，距离恒星约 35 到 210 AU(天文单位)。

这颗行星于 2020 年首次由 NASA 的斯皮策太空望远镜和 TESS 太空望远镜发现，其半径为木星半径的 0.4 倍，质量小于木星质量的 0.18 倍。

AU Mic b 每 8.5 天绕其母星运行一次，距离仅为 0.07 天文单位。

所有有大气层的行星在绕恒星运行时都会失去一些气体，要么像地球一样微妙，要么像 AU Mic b 那样以戏剧性的羽流形式存在。但天文学家以前从未见过大气逃逸在轨道之间停止和开始。

达特茅斯学院天文学家基斯利·罗克利夫说：“当一颗行星经过其恒星前方时，我们从未见过大气逃逸在如此短的时间内从完全不可检测到非常可检测。”

“我们确实期待一些非常可预测、可重复的事情。但结果却很奇怪。当我第一次看到这个时，我想‘这不可能’。”

像 AU Mic 这样的红矮星是银河系中最丰富的恒星。因此，它们应该拥有我们银河系中的大部分行星。

但像 AU Mic b 这样绕红矮星运行的行星是否适合生命存在?

一个关键的挑战是年轻的红矮星具有凶猛的恒星耀斑，会喷出致命的辐射。这个高度活跃的时期比太阳这样的恒星持续的时间要长得多。

耀斑由强烈的磁场提供动力，这些磁场与恒星大气的翻滚运动纠缠在一起。

当纠缠变得过于激烈时，场会破裂并重新连接，释放出巨大的能量，其能量比太阳爆发时释放的能量高 100 到 1,000 倍。

这是一场激烈的烟花表演，狂风、耀斑和 X 射线炸毁所有靠近恒星运行的行星。

“这创造了一个真正不受约束、坦率地说、可怕的恒星风环境，影响着地球的大气层，”罗克利夫博士说。

“在这些炎热的条件下，恒星诞生后一亿年内形成的行星应该会经历最多的大气逃逸。这最终可能会彻底剥夺一颗行星的大气层。”

“我们想找出什么样的行星可以在这些环境中生存。当恒星安定下来时，它们最终会是什么样子?最终是否有适合居住的机会，或者它们最终会成为被烧焦的行星吗?”

“它们最终会失去大部分大气层，而幸存的核心会变成超级地球吗?我们真的不知道这些最终的成分是什么样的，因为我们的太阳系中没有类似的东西。”

AU Mic b 大气流出量发生了前所未见的变化，这可能表明宿主红矮星爆发的迅速和极端的变化。

由于恒星有很多翻滚的磁力线，因此存在如此多的变化。

对于行星凌日期间氢缺失的一种可能解释是，七小时前出现的一次强大的恒星耀斑可能已将逃逸的氢光离子化，使其对光变得透明，因此无法检测到。

另一种解释是，恒星风本身正在塑造行星外流，使其有时可观测到，有时不可观测，甚至导致一些外流在行星本身之前“打嗝”。

作者说：“某些模型预测到了这一点，但这是第一种观察到的证据表明这种情况正在发生，而且达到了如此极端的程度。”

他们的论文发表在《天文学杂志》上。