天文学家发现系外行星存在磁场的最强证据

图：本图为系外行星磁活动艺术想象图。这是一颗类木气态巨行星，轨道十分靠近宿主恒星，处于潮汐锁定状态：行星向阳面酷热难耐，背阳面则极度严寒。巨大温差催生强劲行星风，从昼侧吹向夜侧。图中蓝色线条代表行星磁场，它能够有效减缓风速。（图源:ESO）

天文学家在观测多颗高温系外行星的大气层时，发现了一种反常规律，借此揭开了这类遥远天体的一项隐藏特征。

借助观测数据，人类目前找到了系外行星存在磁场的最确凿证据。研究团队对七颗炽热气态巨行星的大气风开展测算，证实磁场正在深刻影响这些星球的环境状态。该研究综合利用了欧洲南方天文台甚大望远镜、双子座北望远镜的观测资料，不仅证实磁场能够调控行星强风，还首次实现了对系外行星磁场强度的可靠测量。

本研究成果发表于《自然·天文学》。论文第一作者、法国蔚蓝海岸天文台拉格朗日实验室(Laboratoire Lagrange, Observatoire de la Côte d’Azur)天文学家Julia Seidel(朱莉娅·赛德尔)表示：“这项突破为系外行星研究开辟了全新方向。我们首次得以对比不同地外星球的磁场环境，这是探索行星能否留存大气与液态水、乃至孕育生命的关键一步。”

困扰学界十五年的观测难题
磁场是维系行星宜居环境的关键要素。以地球为例，磁场可以偏转宇宙高能带电粒子，守护地表生态；木星、土星等太阳系气态巨行星，也都拥有强大磁场。然而过去十五年间，科学家始终无法直接测定系外行星的磁场强弱，这成为天文领域一大难题。

本次研究的初衷并非探寻磁场。团队原本聚焦七颗近距离环绕恒星的气态巨行星：它们外形类似木星，因潮汐锁定永远以同一面朝向恒星，形成了固定的昼半球与夜半球。两侧温差悬殊，造就了极端的大气环流与超强风暴。

反常风速揭示了意想不到的模式
团队测得的系外行星的风速范围从约7,200公里/小时（4,475英里/小时）到超过25,000公里/小时（15,535英里/小时）。相比之下，木星已知最快的风速大约达到1500公里/小时（930英里/小时）。

“一开始我们试图检查大气风是否对所有热行星的表现都一样，”Seidel 解释道，他曾是智利 ESO 的天文学家。研究人员分析了位于智利阿塔卡马沙漠 ESO 的 VLT 上的 ESPRESSO 仪器以及美国夏威夷双子座北望远镜上的类似仪器的数据。（VLT 是 ESO 望远镜，而双子座北方是国际双子座天文台的一部分，部分由美国国家科学基金会（NSF）资助，并由 NSF NOIRLab 运营。）

当他们比较风速与行星温度时，出现了一个意想不到的趋势。风力没有加快，反而随着气温上升而减缓。

研究合著者、拉格朗日实验室教授Vivien Parmentier(薇薇安·帕尔芒蒂耶)解释：“按照常规物理规律，温度越高，大气获得的动能就越多，风速理应更快。这种反常现象说明，存在某种力量在持续阻碍气流运动。”

结合分析，团队判定全球性行星磁场是最合理的解释。磁场会与大气中的带电粒子发生相互作用，削弱大气环流、降低风速。依靠这一原理，研究人员逐一估算出七颗行星的磁场强度：整体水平与太阳系气态巨行星相当，约为土星磁场的4倍、木星磁场的二分之一。

磁场的多重影响
磁场的作用远不止减缓风速。研究合著者、现任职于欧洲南方天文台的比比亚娜·普里诺特介绍：地球上，太阳带电粒子受磁场引导涌向两极，与大气碰撞形成绚丽极光。同理，这些高温系外行星上，也会因磁活动诞生更为壮观的极光现象。

未来观测展望
接下来，天文学家计划依托欧洲南方天文台极大望远镜，对气态巨行星、类地行星展开精细化观测，尝试识别系外行星大气中与极光相关的特征气体。

普里诺特畅想道：“这些星球一半永昼、一半永夜，我不禁想象，在它们的天幕之上，繁星之外还舞动着漫天彩色光带，那该是何等壮美的景象。”

Reference: “Magnetic field strengths of hot giant exoplanets consistent with Solar System values” by Julia V. Seidel et al. 2 June 2026, Nature Astronomy.
DOI：10.1038/s41550-026-02870-1
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