一艘麦片盒大小的宇宙飞船收集了被称为“热木星”的大而蓬松的行星的精确大气测量数据。由科罗拉多大学博尔德分校的一个研究小组领导的这一发现，可能有助于揭示这些行星和许多其他星球周围的大气是如何逃逸到太空中的。

　　这些观测结果是美国国家航空航天局(NASA)一艘名为科罗拉多紫外线过境实验(CUTE)的辛勤工作的航天器获得的第一批结果。

　　该任务的首席研究员凯文·弗朗斯(Kevin France)将于12月11日星期一下午4:30在旧金山举行的2023年美国地球物理联盟会议上向媒体介绍该小组的研究结果。

　　这艘只有14英寸长的小型航天器可能很可爱，但它发表在《天文学杂志》上的科学发现一点也不可爱。自2021年9月发射以来，CUTE已经将其单一紫外望远镜对准了距离地球数百光年的一系列热木星。

　　热木星是银河系中最热、最炽热的行星之一。顾名思义，它们是像木星一样的气态巨行星。然而，这些行星离它们的母恒星更近，大约每几个地球日完成一次公转。在这个过程中，恒星辐射将热木星加热到数千华氏度，它们的大气层膨胀到巨大的体积，有点像面包在烤箱里膨胀。

　　长期以来，研究人员一直怀疑，这种来自恒星辐射的持续冲击可能会在数百万到数十亿年的时间里剥离一些系外行星周围的大气层。来自CUTE的数据表明，这个过程可能没有那么简单。

　　由几名本科生和研究生组成的CUTE小组迄今已观测到7颗热木星，还有更多正在观测中。其中一些似乎正在失去大气层，但另一些却没有。

　　大气与空间物理实验室(LASP)和天体物理与行星科学系的副教授弗朗斯说:“这些行星似乎有各种各样的味道。”

　　他补充说，CUTE正在帮助科学家们建立他们对银河系中存在的多种行星的现场指南，包括那些看起来与地球近邻一点也不像的行星。

　　弗朗斯说:“我们想了解我们的太阳系是如何融入宇宙太阳系大家庭的。”“这意味着要了解大行星、小行星、有生命的行星和绝对没有生命的行星，以及在这些行星上运行的所有重要物理过程。”

　　可爱的科学成功之路并不容易。

　　当宇宙飞船第一次进入地球轨道时，France和他的同事们很快注意到它似乎遇到了一些小故障——这是许多小型卫星或立方体卫星的正常问题，这些卫星经常测试以前从未进入过太空的技术。在一个案例中，保护CUTE望远镜的快门在不应该关闭的时候一直在关闭。

　　这个由几名本科生和研究生组成的团队并没有放弃。研究人员命令飞船打开快门，然后耗尽为其供电的电池，防止仪器再次关闭。

　　弗朗斯说:“CUTE今天仍在工作和收集数据。”“当我们得到第一个真正的科学结果时，真的很兴奋。”

　　当遥远的行星从它们的母恒星前面经过时，CUTE会观察到这些行星，在这个过程中，这些恒星发出的紫外线会变暗。在某些情况下，宇宙飞船非常精确，它可以探测到星光何时变暗1%。

　　在9月份发表在《天体物理学杂志通讯》上的一篇论文中，研究人员描述了他们对一个名为WASP-189b的世界的观察。这颗行星围绕天秤座的一颗恒星运行，距离地球300多光年，即数千万亿英里。根据研究小组的结果，它也非常温暖，它的大气温度达到了大约1.5万华氏度。这比太阳表面的温度高几千度。

　　CUTE的观测还表明，气体正以同样惊人的速度从WASP-189b周围逸出，速度约为每秒4亿公斤(近9亿磅)。

　　在最初的两年里，并不是所有的行星都如此令人兴奋。在未发表的结果中，研究小组观察到另一颗名为MASCARA-4b的行星，它似乎根本没有失去太多气体。其他的，比如KELT-9b，则介于两者之间。

　　弗朗斯和他的同事们希望他们的研究结果可以帮助揭示为什么一些行星失去了大量的大气，而另一些却基本保持不变。他怀疑这与行星本身(更大的行星产生更强的引力)和它们的恒星动力学(更活跃的恒星可能比不活跃的恒星对行星造成更大的破坏)的结合有关。

　　随着时间的推移，这些相同的过程可能会塑造太阳系内外的行星。例如，科学家们推测火星曾经拥有更厚的大气层，但在数十亿年的时间里，太阳把它侵蚀掉了。

　　大气逃逸也可以解释一类被称为“超级地球”的行星的起源，这些行星比我们自己的世界稍大。

　　弗朗斯说:“有很多证据表明，超级地球最初是海王星大小的行星，拥有巨大而蓬松的大气层，然后失去了大量的质量，只剩下岩石内核和可能稀薄的大气层。”

　　他说，可爱的最大遗产可能是它对学生的影响。该任务的一个大约20人的小团队参与了航天器生命的几乎每一个方面——从建造卫星到发射，向它发送指令，然后下载和分析科学数据。目前，CUTE正在离地球表面326英里(525公里)的轨道上运行，预计将于2027年重返大气层。

　　弗朗斯说:“所有这些事情都发生在NASA的大型任务中，只是规模要大得多。”“我们的学生和早期职业科学家从提案阶段一直到推出科学产品都得到了全面的体验。”