第9章 HD 209458 b (6/8)

2.2

重元素逃逸：金属污染的星际介质

除了氢，hd

b还在丢失重元素：

氧离子逃逸：通过观测o

vi谱线（氧离子的特征谱线），发现氧的逃逸速率约为10?

kg\/s；

碳离子逃逸：c

iv谱线的观测显示，碳的逃逸速率约为10?

kg\/s；

金属离子：钠、钾等碱金属离子也在逃逸，但速率较低（10?

kg\/s级别）。

这些重元素被抛射到星际空间，会周围的星际介质，改变其化学组成。

2.3

质量损失的历史：50亿年的慢性消耗

hd

b形成于约50亿年前，与太阳系同龄。按照当前的逃逸速率：

它已经失去了约1.5x102?

kg的质量；

相当于失去了2.5倍地球质量的大气；

如果逃逸速率不变，它将在10亿年后完全失去大气层。

三、内部结构的连锁反应：大气逃逸如何改变行星本身

大气逃逸不仅改变了hd

b的外部特征，更深刻影响了它的内部结构和演化。

3.1

核心的：从气态巨行星类地行星

随着大气的流失，hd

b的岩石核心正在逐渐暴露：

初始状态：半径约1.38

r_j，主要由氢氦大气包裹；

10亿年后：大气完全流失，只剩下半径约0.8

r⊕的岩石核心；

最终状态：一个类似水星但更小的裸岩行星。

这个过程类似于太阳系中水星的赤裸核心假说——只不过hd

b的过程更快、更剧烈。

3.2

磁场的：保护伞的消失

行星磁场的主要来源是液态金属核的发电机效应。对于hd

b：

初始时，它可能拥有强大的磁场（类似木星，约10-20高斯在云顶）；

随着大气流失，内部热量散失加快，液态金属核逐渐凝固；

磁场强度随之衰减，无法有效保护大气免受恒星风的剥离。

这是一个恶性循环：磁场衰减→大气更容易被剥离→内部冷却更快→磁场进一步衰减。

3.3

自转的：角动量的重新分配