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发现有熔岩海洋和超音速风的行星

2020-11-27新闻11

科学家将最近发现的系外行星命名为太阳系以外最极端的世界之一。该行星的大气特别引人入胜,因为科学家认为,定于明年晚些时候发射的NASA太空望远镜将能够分析遥远行星大气的成分。

科学家们说,他们已经发现了一个熔岩世界-令人印象深刻,以至于它最靠近恒星的地方,甚至还有一个微妙的气化岩石区域气氛。

新的系外行星被称为K2-141b,于2017年被发现。它的大小大约是地球的两倍,但其旋转距离如此之近,仅比我们的恒星小一级,以至于它在一地球日内进行了数次旋转-并且同时始终面向同一侧。综上所述,这些因素意味着K2-141b的三分之二的表面一直被太阳照亮-如此明亮,以至于地球的这一部分不仅被熔岩海洋覆盖,而且一些岩石甚至可能已经蒸发到大气中。

《新论文》的合著者,加拿大麦吉尔大学的行星科学家尼古拉斯·科万(Nicolas Cowan)表示:“包括地球在内的所有岩石行星都是从熔化的世界开始的,但随后迅速冷却并凝固了。” “熔岩行星为我们提供了一个难得的机会来观察这一阶段的行星演化。”

这项新研究的作者想了解这样一个炎热的世界可以拥有什么样的气氛,以及可以用什么样的尘世仪器看到。K2-141b是一个诱人的目标:NASA的开普勒和斯皮策太空望远镜对其进行了研究。该行星的大气特别引人入胜,因为科学家们相信,将于明年年底发射的未来NASA太空望远镜“詹姆斯·韦伯”将能够分析遥远行星大气的成分。

研究人员从确定的数据开始-例如,行星的密度大约等于地球的密度,因此可以简化地壳,将其建模为纯二氧化硅。然后他们试图想象表面可能是什么样。在这样做时,他们考虑到行星离恒星太近,以至于其表面的一半以上(也许甚至三分之二)被太阳照亮。

研究小组得出结论,这种持续不断的光照和温暖意味着地球表面可能存在数十公里深的岩浆海洋。然后,研究人员根据岩石行星地壳中经常发现的三种潜在成分,模拟了大气的样子。

事实证明,这三种情况都可以以每秒超过1.75公里的风速支持大气-远高于地球上的声速。

研究人员计算出,在温度下降的大气边缘,气态岩石冷却得足以降落到地表,成为降水。如果大气层中的二氧化硅或一氧化硅占主导地位,降水会落入岩浆海洋,但是如果大气层中的钠元素占主导地位,地球将显得更加离奇:固体钠将像地球的冰川一样渗入海洋。

但是进行建模不仅是为了想象这样一个陌生的世界会是什么样子-毕竟,这是科学。研究人员希望将他们的模型与大型太空望远镜的当前和未来观测能力进行比较。在这里,科学家很乐观:他们称K2-141b“是大气观测的特别好的目标”。

研究人员甚至有办法消磨詹姆斯·韦伯太空望远镜的发射时间:他们从斯必泽太空望远镜接收了数据,这将有助于确定行星白天和黑夜的温度,并找出模型与现实的对应关系。

#科学

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