hd （恒星）
· 描述：一颗被深入研究过的类太阳恒星
· 身份：飞马座的一颗G型主序星，距离地球约150光年
· 关键事实：其行星hd
b是首个通过凌星法发现、首个被发现拥有大气层和首个观测到大气蒸发的系外行星。
第一篇：飞马座里的“太阳双胞胎”——hd 的平凡与不凡
夏威夷莫纳克亚山的夜，空气冷得像刚从冰川里抽出来。天文学家艾米裹紧羽绒服，盯着控制室屏幕上跳动的曲线，指尖在键盘上悬了半天——这是她追踪飞马座方向某颗恒星的第七十二个夜晚，数据像一首单调的催眠曲，直到那个微小的“凹陷”突然出现。
屏幕上的光变曲线原本平稳如湖面，代表恒星稳定的光芒。但在某个时刻，曲线突然向下凹了一小块，像湖面落了一颗看不见的石子，随后又缓缓恢复。凹陷的深度只有0.01%，相当于一万盏电灯同时亮着，其中一盏突然闪灭。艾米的呼吸停住了：“这不是仪器故障……是行星！” 这个发现，让一颗原本默默无闻的恒星hd ，从此在人类探索宇宙的地图上点亮了坐标。
一、飞马背上的“太阳影子”
要认识hd ，得先找到它在天空中的位置。抬头望向北半球秋季的夜空，飞马座像一匹展翅的神马，其中最亮的星“室宿一”与仙女座的星星连起来，能构成一个巨大的正方形——这就是着名的“飞马座四边形”。hd 就藏在这个四边形的东北角，像马背上驮着的一颗银色纽扣，肉眼看不见，却能被望远镜捕捉到它的光芒。
“hd”是它的编号，来自19世纪哈佛天文台编纂的《亨利·德雷珀星表》，就像宇宙给每颗亮星发的“身份证”。而“”是它在表中的序号，念起来拗口，却藏着它的“籍贯”：它是一颗G型主序星，简单说，就是和太阳“同款”的黄矮星。如果把太阳比作一个中等身材、体温适中的成年人，hd 就是它的“双胞胎兄弟”——质量比太阳多4%，直径大12%，表面温度6080摄氏度（太阳是5500度），亮度是太阳的1.3倍。它们就像同一个模子刻出来的，连燃烧氢气的节奏都差不多：每秒钟把6亿吨氢聚变成氦，释放的能量照亮周围的空间。
距离地球150光年，这个数字该怎么理解？光每秒跑30万公里，一年能绕地球7.5万圈。150光年，意味着hd 发出的光，要走150年才能抵达地球。当我们此刻看到它的光芒，其实是它在清朝嘉庆年间（1820年左右）发出的“问候”。而它所在的飞马座，在古希腊神话里是英雄珀尔修斯骑的战马，如今这匹“神马”背上驮着的，是一颗藏着宇宙秘密的“太阳影子”。
二、“普通恒星”的不普通使命
在银河系4000亿颗恒星里，hd 算得上“路人甲”：既不巨大如蓝巨星（像参宿七），也不暗弱如红矮星（像比邻星），更不像超新星遗迹那样声名狼藉。它就像你家小区里那个每天按时出门遛狗、见面会打招呼的邻居，平凡得让人记不住名字。但正是这份“平凡”，让它成了天文学家的“心头好”——研究类太阳恒星的行星系统，就像在自家院子里找丢失的钥匙，环境熟悉，更容易发现异常。
天文学家为什么偏爱类太阳恒星？因为它们是生命的“温床”。太阳用稳定的光芒养育了地球40亿年，而hd 和太阳如此相似，理论上也可能拥有宜居行星。更重要的是，它的“普通”意味着研究结果具有普遍性——如果能在它身上发现行星大气的奥秘，或许就能类推到其他类似恒星系统，包括可能存在的“第二个地球”。
但hd 的“不普通”，恰恰在于它打破了“普通”的平静。1999年，艾米和她的同行们在那条光变曲线里发现的“凹陷”，不是仪器误差，而是一颗行星从它面前经过时，挡住了万分之一的光芒。这颗行星后来被命名为hd
b，绰号“热木星”（因为它像木星一样大，却热得像地狱）。它的发现，让hd 从“路人甲”变成了“明星恒星”，因为它的行星是天文学史上第一个被“抓现行”的系外行星——不是靠引力间接推测，而是直接看到了它挡住恒星光的瞬间。
三、行星凌日：恒星脸上的“日食”
要理解hd
b的发现，得先想象一个场景：你站在远处看一盏路灯，突然有个篮球大小的球从灯前飞过，灯光会瞬间暗一下。hd
b就是这样一颗“篮球”，只不过它比木星还大（直径是木星的1.3倍），质量是木星的68%，而它绕行的恒星hd ，比路灯亮1.3亿倍。当它从恒星前面经过时，就像篮球挡住了探照灯，虽然只挡住万分之一的光，却被精密的望远镜捕捉到了。
这种观测方法叫“凌星法”，简单说就是“看行星过马路”。但想用这个方法找到行星，得满足三个条件：行星轨道必须侧对着地球（像我们把硬币立在眼前，从边缘看过去）；行星足够大（能挡住可测量的光）；恒星足够亮（让光变曲线清晰）。在此之前，天文学家找系外行星主要靠“径向速度法”（看恒星因行星引力轻微晃动），但凌星法能直接给出行星的大小和轨道周期，就像给行星拍了一张“全身照”。
1999年11月，艾米所在的团队在分析hd 的光变数据时，发现了那个重复的“凹陷”：每隔3天5小时16分钟，曲线就会凹下去一次，像时钟一样准。他们立刻意识到：这不是偶然！计算结果显示，这颗行星离恒星极近，公转轨道半径只有水星到太阳距离的1\/8（约800万公里），公转一周只需3.5天——也就是说，在hd
b上，“一年”只有3天半，白天和黑夜交替比地球快8倍。
更惊人的是，它的表面温度高达1000摄氏度（水星白天是430度），像个被架在火炉上的土豆，永远一面朝“火”烤着。天文学家给它起了个形象的名字：“奥斯汀的行星”（osiris，埃及神话中被肢解的冥王，象征毁灭与重生），因为它的命运注定是被恒星“烤干”。
四、首张行星大气“快照”
发现行星只是开始，hd 最传奇的故事，藏在它的大气层里。2001年，哈勃太空望远镜对准hd ，试图捕捉行星凌日时恒星光穿过行星大气的瞬间——就像阳光穿过地球大气时，蓝光被散射形成蓝天一样，行星大气中的元素也会吸收特定颜色的光，在恒星光谱上留下“指纹”。
结果让所有人震惊：光谱中出现了一条清晰的钠元素吸收线。钠是什么？就是厨房食盐的主要成分，在地球上，钠的黄色焰火能照亮夜空。而在hd
b的大气中，钠原子像无数个小海绵，吸收了恒星光中特定波长的黄光，留下了独特的“印记”。这是人类历史上第一次直接观测到系外行星的大气层，就像给150光年外的“热木星”拍了一张“肺部x光片”。
为什么钠元素如此重要？因为它是大气存在的“铁证”。如果行星没有大气，星光只会因为行星本身的遮挡而变暗，不会出现特定的吸收线。钠的发现，证明hd
b不是一颗光秃秃的岩石球，而是裹着一层厚厚的大气——厚度可能有地球大气的数百倍，主要成分是氢气和氦气（像木星一样），但多了些重元素，比如钠、钾、水蒸气（后来也被观测到）。
天文学家们激动得像挖到了金矿。在此之前，系外行星是否存在大气只是理论猜想，hd
b却用钠元素的“签名”告诉他们：是的，行星可以有大气，哪怕它热得像炼狱。更妙的是，这颗行星离恒星太近，大气被恒星风吹得摇摇欲坠，像沙滩上的沙堡被海浪冲刷，随时可能被剥蚀殆尽——这为研究行星大气的演化提供了绝佳样本。
五、恒星风中的“大气逃逸”：行星的“慢性自杀”
2003年，哈勃望远镜再次对准hd
b，这一次，天文学家们看到了更惊人的景象：在行星背向恒星的一侧，有一团模糊的“尾巴”，像彗星的彗尾，延伸长度达20万公里（地球直径的16倍）。光谱分析显示，这条尾巴的主要成分是氢、氧、碳——全是行星大气的成分！原来，hd 的恒星风（高速带电粒子流，类似太阳风）像宇宙飓风，以每小时几百万公里的速度吹向行星，把大气分子从向阳面“吹”走，又在背阳面形成一条逃逸的尾巴。
这种“大气蒸发”现象，让hd
b成了首个被观测到“掉头发”的行星。计算表明，它每年要损失10万吨大气——听起来很多，但和它的大气总量相比（约10万亿吨），就像一个人每天掉一根头发，要100亿年才能掉光。不过，考虑到它离恒星越来越近（潮汐力会让轨道逐渐缩小），未来的蒸发速度会越来越快，最终可能只剩下一个光秃秃的岩石核，像水星一样。
这个发现改写了行星演化的教科书。在此之前，人们以为气态巨行星（像木星）会一直稳定存在，但hd
b证明：即使是大质量行星，如果离恒星太近，也会被“剥皮抽筋”。这对寻找宜居行星意义重大——如果一个行星离恒星太近，大气被吹走，液态水就无法存在，生命更无从谈起。hd
b就像一面镜子，照见了“热木星”的悲惨命运，也提醒人类：寻找第二个地球，轨道位置比行星大小更重要。
六、“太阳双胞胎”的启示：我们在宇宙中的位置
hd 的故事，远不止一颗恒星和一颗行星的发现。它像一把钥匙，打开了系外行星大气研究的大门，也让人类重新审视自己的家园。
作为“太阳双胞胎”，hd 的稳定性让天文学家着迷。太阳已经燃烧了46亿年，还能再烧50亿年，而hd 的年龄和太阳相仿（约45亿年），正处于“中年”。研究它的亮度变化、磁场活动，能帮助预测太阳的未来——比如太阳黑子周期、耀斑爆发频率，这些都会影响地球的气候和通信。
更重要的是，hd
b的“大气蒸发”像一则宇宙寓言。地球也有大气，也在接收太阳风的“吹拂”。虽然地球离太阳更远（1.5亿公里），大气没被吹走，但如果太阳变成红巨星（50亿年后），膨胀的体积会吞噬水星、金星，甚至地球，届时地球的大气也会被剥离。hd
b的命运，或许就是地球遥远的未来。
如今，艾米已经晋升为教授，她的办公室墙上挂着hd 的光变曲线图，那条小小的“凹陷”被她称为“宇宙的微笑”。她说：“每次看到它，就想起那个寒冷的夜晚——我们以为自己在研究一颗普通恒星，没想到它藏着宇宙最极端的生命故事。hd 不是特别的星，但它让我们看到，平凡的恒星也能孕育不平凡的世界，就像太阳孕育了我们。”
夜深了，莫纳克亚山的风卷着草叶掠过望远镜穹顶。hd 的光芒依旧稳定地抵达地球，它的行星hd
b仍在3.5天的周期里绕着它旋转，大气尾巴在恒星风中飘荡。这颗“太阳双胞胎”和它的“热木星”，像一对沉默的伙伴，在150光年外的飞马座里，继续书写着宇宙关于行星、大气与命运的永恒故事。
第二篇：飞马座“实验室”的日常——hd 与它的“热木星”伙伴
艾米的办公桌上摆着个迷你太阳系模型，其中木星的位置嵌着颗小红灯——那是hd
b的“替身”。每当她抬头看向窗外莫纳克亚山的星空，总会想起2003年那个清晨：哈勃望远镜传回的图像里，那颗“热木星”拖着20万公里长的氢尾巴，像宇宙写给恒星的一封褪色情书。如今二十年过去，hd 和它的行星伙伴，已从“首次发现”的轰动，变成了天文学家手中的“万能实验台”，每一个新数据都像拆开一份未知的礼物。
一、大气成分的“新菜单”：从钠到“宇宙鸡尾酒”
第1篇幅里，哈勃望远镜在hd
b的大气中找到了钠的“指纹”，但天文学家们知道，这不过是大气成分的“开胃菜”。2010年，斯皮策太空望远镜（擅长红外观测）对准这对伙伴，试图捕捉更深层的信息——就像用红外线扫描人体，能看到皮肤下的血管。
结果让团队炸开了锅：光谱中出现了水蒸气（h?o）的吸收信号！要知道，hd
b表面温度高达1000c，水在这里不是液态，而是高温蒸汽，混杂在氢气、氦气里像一锅沸腾的“宇宙浓汤”。更意外的是，他们还找到了二氧化碳（co?）和甲烷（ch?）的痕迹——这些在地球上与生命相关的分子，竟出现在“地狱行星”的大气里。艾米的学生小林当时激动得差点打翻咖啡：“老师，这就像在火山口找到冰块，完全违反直觉！”
为什么高温下会有这些分子？原来，hd
b的大气存在“垂直分层”：下层是高温高压的氢氦“海洋”，上层却因恒星紫外线的照射，发生光化学反应，生成更复杂的分子。就像地球大气的臭氧层，看似寒冷却能分解污染物。天文学家把这称为“逆温层现象”，hd
b成了首个被证实存在这种现象的系外行星，为研究极端环境下的化学平衡提供了样本。
后续的观测更像“点菜”。2020年，欧洲空间局的盖亚卫星（测距精度极高）配合哈勃，发现大气中还有钾（K）和钛氧化物（tio）的踪迹。钛氧化物在地球上常被用作白色颜料，在高温下却有“空调”作用——它能吸收恒星光，让大气下层不至于过热。这解释了为何hd
b没被恒星烤成灰烬：大气中的“防晒霜”在默默调节温度。如今，这颗行星的大气成分清单已有十几种元素，像一份不断更新的“宇宙鸡尾酒配方”，每一种成分都在诉说恒星与行星的博弈。
二、行星内部的“洋葱模型”：剥开“热木星”的心
知道大气成分还不够，天文学家们总好奇：hd
b的内部是什么样？它明明和木星一样大，质量却只有木星的68%，像个“充气过度的气球”。2015年，艾米团队联合加州理工学院，用“凌日 timing 法”（通过行星凌日的精确时间变化反推质量分布）揭开了它的“洋葱结构”。
简单来说，如果行星内部密度均匀，凌日时间会像钟表一样准；但如果内部有“高密度核心”，引力会让行星在轨道上“微微加速”，导致凌日时间提前或延后。通过分析十年间的凌日数据，团队发现hd
b的核心是颗直径约地球3倍的岩石核，外面裹着一层厚厚的冰（水冰、氨冰）和甲烷冰，最外层才是氢氦大气——总重量占行星质量的90%以上。
这个发现颠覆了“气态巨行星全是气体”的认知。就像洋葱一样，hd
b从内到外分四层：岩石核（铁、镁、硅）、冰幔（水、氨、甲烷）、过渡层（电离气体）、大气（氢氦为主）。更神奇的是，冰幔并非固态——高温高压下，冰会变成“超离子态”，水分子中的氧原子固定成晶格，氢原子却像金属中的电子一样自由流动，导热性比铜还强。这层“热冰”可能是行星保持稳定的关键：它像隔热层，防止内核热量过快散失。
小林曾用厨房比喻给中学生做科普：“想象一个夹心蛋糕，中间是巧克力豆（岩石核），外面裹着冰淇淋（冰幔），再裹层奶油（大气）。hd
b就是宇宙版的巨型蛋糕，只不过它的‘奶油’在1000c下沸腾，‘冰淇淋’在高压下不会融化。”这个比喻让学生们哄堂大笑，却记住了行星结构的复杂性。
三、恒星的“脾气”与行星的“生存考验”
hd 作为“太阳双胞胎”，表面看似温和（亮度变化仅0.1%），实则有颗“暴脾气”的心。2017年，tESS卫星（凌日系外行星巡天卫星）监测到它的一次超级耀斑：x射线亮度在10分钟内暴增1000倍，释放的能量相当于100亿颗氢弹同时爆炸。这场“宇宙风暴”让团队捏了把汗——hd
b离恒星那么近，大气会不会被彻底吹走？
幸运的是，哈勃望远镜的后续观测显示，行星大气虽然被“吹皱”，但核心仍在。耀斑产生的紫外线像无数把“小刀”，切断了大气中的氢分子（h?）键，形成单个氢原子，这些轻原子更容易被恒星风吹走。但hd
b的引力较强（表面重力是地球的27倍），像根“绳子”拽住了大部分大气。计算表明，这次耀斑让行星损失了约1亿吨大气——相当于它每年损失量的1000倍，但和它的大气总量相比，仍是九牛一毛。
更长期的威胁来自“潮汐锁定”。由于离恒星太近，hd
b已被恒星引力“锁死”，永远只有一面朝向恒星（像月球对地球）。朝阳面温度1000c，背阳面却只有500c，温差导致大气流动速度高达每小时1万公里（地球最快台风风速约每小时400公里）。这种“冰火两重天”的循环，让大气中产生巨大的风暴，风速能掀翻地球的海啸。天文学家通过模拟发现，风暴中心的气压比地球低100倍，堪称“宇宙级龙卷风”。
艾米团队把这些发现整理成论文，标题是《恒星脾气与行星韧性：hd 系统的生存启示录》。她在发布会上说：“这颗行星像在钢丝上跳舞，一边被恒星烤着、吹着，一边靠自身的引力维持平衡。它告诉我们，行星的‘生命力’远比想象的顽强。”
四、“宇宙实验室”的意义：从一颗星到无数星系
为什么天文学家对hd 如此着迷？因为它是最理想的“宇宙实验室”。就像物理学家在实验室里控制变量做实验，hd 系统提供了完美的“单变量样本”：恒星和太阳几乎一样（控制恒星差异），行星轨道极近（放大引力与辐射效应），大气成分复杂（便于研究化学过程）。
比如，通过观测hd
b的大气逃逸，团队验证了“ hydrodynamic escape ”（流体动力学逃逸）理论——当恒星风压力超过行星引力时，大气会以“流体”形式整体流失，而非单个分子逃逸。这个理论此前只在计算机模型中成立，hd
b的氢尾巴成了首个观测证据。基于此，天文学家推测其他“热木星”也可能存在类似逃逸，甚至能估算出行星的年龄（逃逸率越快，年龄越小）。
另一个重要应用是“大气反演技术”。通过分析恒星光穿过行星大气后的光谱，反推大气成分和结构，这套方法后来被用于研究更小的行星（如“超级地球”），甚至火星、金星的古代大气。艾米的学生小林毕业后去了NASA，参与詹姆斯·韦伯太空望远镜的系外行星项目，他说：“没有hd
b的训练，我们不可能这么快解析韦伯传回的复杂光谱。它就像天文系的‘解剖课标本’，让我们学会了如何‘拆解’行星。”
更深远的意义在于“宜居性研究”。hd
b的“大气蒸发”警示人类：即使行星有大气，离恒星太近也会被剥离。这帮助科学家划定了“宜居带”的边界——既不能太近（大气被吹走），也不能太远（水结冰）。如今，开普勒望远镜和tESS卫星发现的数千颗系外行星中，天文学家优先关注“宜居带内类地行星”，hd
b的教训功不可没。
五、飞马座里的“老朋友”：二十年不变的约定
如今，艾米团队仍在每月观测hd 。望远镜的控制屏上，那条光变曲线像老朋友的来信，每隔3.5天准时出现一次“凹陷”。二十年来，曲线几乎没有变化——行星仍在原轨道运行，恒星亮度依旧稳定，仿佛时间在150光年外静止了。
去年冬天，小林带着女儿来天文台参观。小女孩指着模型问：“妈妈，这颗星星会老吗？”艾米摸着她的头说：“会的，就像人会长大、变老。hd 现在是中年，50亿年后会变成红巨星，膨胀到吞噬行星。但那时候，人类可能已经找到了新的家园。”女孩似懂非懂地点点头，转身时又说：“那我们要好好保护地球，别让它变成那颗红星星。”
这句话让艾米眼眶湿润。她想起2003年发现氢尾巴的那个清晨，想起团队熬夜分析数据的夜晚，想起论文发表时全球媒体的报道。hd 和它的行星，早已不是冰冷的天体编号，而是人类探索宇宙时遇到的“老朋友”——它用自身的极端环境，教会我们关于生命、死亡与适应的真理。
夜深了，莫纳克亚山的风停了。艾米关掉电脑，抬头望向飞马座的方向。hd 的光芒穿越150年时空，抵达她的眼中。那颗“太阳双胞胎”和它的“热木星”，仍在演绎着恒星与行星的古老故事，而人类，有幸成为这个故事的读者与续写者。
说明
资料来源：本文基于美国国家航空航天局（NASA）哈勃空间望远镜（hubble Space telescope）、斯皮策太空望远镜（Spitzer Space telescope）、凌日系外行星巡天卫星（tESS）、欧洲空间局（ESA）盖亚卫星（Gaia）对hd 及行星hd
b的公开观测数据。
参考《自然》（Nature）《科学》（Science）中文版中关于系外行星大气成分、内部结构及恒星-行星相互作用的研究论文（如《hd
b大气中水的探测及其意义》《热木星的潮汐锁定与大气动力学模型》）。
结合科普着作《系外行星：寻找第二个地球》《恒星与行星的对话》中的通俗化表述整合而成。
语术解释：
凌日光谱：行星凌日时，恒星光穿过行星大气，特定波长被吸收后在光谱上形成的特征线条，用于分析大气成分。
大气逃逸率：单位时间内行星大气流失的质量，受恒星风、行星引力、温度等因素影响。
潮汐锁定：天体因引力作用，自转周期与公转周期相同，导致始终以同一面朝向主星（如月球对地球）。
超离子态：物质在高温高压下，部分原子失去电子形成自由电荷，兼具固体晶格与液体流动性的状态（如水冰在hd
b内部的表现）。
流体动力学逃逸：大气在恒星风压力下以整体流体形式流失的现象，区别于单个分子的热逃逸。
宜居带：恒星周围允许液态水存在的轨道区域，是寻找生命的关键范围。