博科園:本文為天文學類
岩態系外行星相對較小,這使得它們很難用望遠鏡探測和表征,那麼尋找在黑暗中這麼小的行星最佳條件是什麼?伯爾尼大學空間與居住性中心(CSH)的天體物理學家丹·鮑爾(Dan Bower)說:一顆熾熱、熔融的岩石行星,可能藏匿著巨大的出氣大氣層,符合所有條件。由於強烈的射出輻射,這樣一顆行星更容易被望遠鏡看到。誠然,你不會想在這些行星之一上度假,但研究它們很重要,因為許多岩石行星開始都是作為熔融的,但最終一些可能會像地球一樣適合居住。
岩石行星是由恆星系統殘留物的殘留物構造,所有沒有進入中心恆星或巨型行星的東西,都有可能最終形成一個小得多的類地行星,我們有理由相信,發生在行星幼年的過程是決定其生命路徑的基礎。因此,科學家們揭示了這樣一顆行星的可觀測性質,其研究成果發表在《天文學與天體物理學》期刊上。研究表明,熔融地球的半徑實際上比固體地球大5%左右,這是由於在行星內部極端條件下熔融材料與固體材料的行為差異所致。
Cheops檢測到的差異
本質上,熔融的矽酸鹽比同等固體占據更多體積,這增加了地球的大小。在描述太陽系外的系外行星和尋找潛在的可居住世界方面,伯爾尼大學的研究人員處於世界領先地位。儘管至少在2026年柏拉圖太空任務發射之前,探測到一顆明亮類太陽恆星周圍的岩石行星仍遙不可及,但圍繞著較冷和較小恆星周圍的行星,如紅矮星Trappist-1或Proxima b,現在將占據中心舞台。有趣的是,目前和未來觀測設施可以測量到行星半徑的5%差異,特別是在伯爾尼開發和組裝並將於今年晚些時候發射的空間望遠鏡Cheops。
事實上,最新的系外行星數據已經提供了一種暗示,即由強烈恆星光維持的低質量熔融行星存在於系外行星目錄中。因此,一些系外行星組成成分可能與地球相似,但卻有不同數量的固體和熔岩來解釋觀察到的行星大小變化,它們不一定需要用奇異的光材料來解釋數據。然而,即使是完全熔化的行星也可能無法解釋對最低密度行星的觀察。但在這一點上,研究小組也有一個命題:在其歷史早期,熔融的行星可能會比最初困在行星內部岩漿中揮發性物的大氣層更容易產生氣體。
這可以解釋觀測到的行星密度的額外減少,未來詹姆士·韋伯太空望遠鏡(JWST)應該能夠分辨出一顆圍繞著一顆較冷紅矮星周圍行星上的這種出氣大氣,如果它是由水或二氧化碳主導的話。系外行星科學正在為早期地球和早期金星類似物的觀測打開大門,這可能會極大地影響我們對地球和太陽系行星的理解。在太陽系內外行星的背景下思考地球,反之亦然,為理解太陽系內外的行星提供了新機會。
博科園|研究/來自:伯爾尼大學
參考期刊《天文學與天體物理學》
DOI: 10.1051/0004-6361/201935710
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