由剑桥大学领导的一个国际天文学家团队获得了迄今为止太阳系外一颗岩石行星最详细的“指纹”,并发现了一颗由两部分组成的行星:一颗几乎完全熔化,另一颗几乎完全是固体。
据研究人员介绍,条件对热的星球是如此极端,它可能造成大气中蒸发,其结果是地球的条件对双方相差很大:在热端温度可达2500摄氏度,而气温凉爽一边约1100度。研究结果发表在该杂志上自然.
使用NASA的斯皮策太空望远镜的数据,研究人员检测了一颗行星被称为55 Cancri e,环绕一颗类太阳恒星的40光年位于癌症星座,和地球上映射条件如何变化在一个完整的轨道,这是第一次完成了对于这样一个小星球上。
巨蟹座是一颗“超级地球”:一颗由岩石构成的系外行星,体积是地球的两倍,质量是地球的8倍,围绕母星公转的距离如此之近,以至于一年只持续18个小时。这颗行星也是潮汐锁定的,这意味着它总是向母星显示相同的一面,类似于月亮,所以有一个永久的“昼”面和“夜”面。由于它是离我们最近的组成成分可以研究的超级地球之一,55 Cancri e是对岩石系外行星表面和大气状况进行详细观测的最佳候选者之一。
揭开超级地球的特征是困难的,因为它们与母恒星相比是如此之小,而它们与恒星的对比与更大、更热的气体巨行星(即所谓的“热木星”)相比又是极其微小的。
“我们还没有发现任何其他行星有这么小,轨道如此接近它母星这篇论文的主要作者、卡文迪什大学实验室的布莱斯-奥利维尔·德莫里博士说:“55 Cancri提供了很多可能性。”“我们仍然不知道这颗行星到底是由什么组成的,这仍然是一个谜。这些结果就像在墙上又加了一块砖,但这个星球的确切性质仍然没有被完全了解。”
自从2011年癌症被发现以来,人们对它进行了广泛的研究。根据不同时间点的读数,它曾被认为是一个水世界,甚至是由钻石构成的,但研究人员现在相信,它几乎完全被熔岩覆盖。
“我们已经进入了一个对岩石系外行星进行大气遥感的新时代,”来自剑桥天文学研究所的研究合著者Nikku Madhusudhan博士说。“令人难以置信的是,我们现在能够测量岩石系外行星表面的大规模温度分布。”
根据这些新的红外测量结果,行星的“白天”面几乎完全是熔融的,而“夜晚”面几乎是固体。然而,白天一侧的热量不能有效地循环到夜晚一侧。在地球上,大气有助于热量的再循环,使整个地球的温度保持在一个相对狭窄的范围内。但在巨蟹座55号,热的一面是热的,冷的一面是冷的。
根据Demory的说法,这种变化的一种可能是完全没有大气层,或者是由于附近的主恒星的强辐射而部分被破坏了。他说:“白天的温度大约是2500摄氏度,而夜晚的温度大约是1100摄氏度,这是一个巨大的差异。”“我们认为,夜间侧可能仍有大气层,但白天侧的温度非常极端,大气可能已经完全蒸发,这意味着热量没有有效转移,或者根本没有从白天侧转移到夜晚侧。”
昼侧和夜侧之间巨大差异的另一种可能是,昼侧的熔岩沿着地表移动热量,但由于夜侧的熔岩大多是固体,热量不能有效地四处移动。
然而,尚不清楚的是,对55 Cancri e的“额外”热量究竟来自哪里,由于观测结果揭示了一种未知的热源,使这颗行星比预期的更热,而这种热源仅仅是来自恒星的辐射——但研究人员可能要等到下一代太空望远镜发射后才能找到答案。
对于Demory来说,这些新的读数也显示了探测到与地球相似的行星是多么困难。行星越小,越难被探测到。和一次岩石行星但问题是它是否位于所谓的可居住地带,在那里生命可以生存。德莫里说:“问题是,人们对什么是宜居区意见不一。”“例如,一些研究认为火星和金星处于宜居带,但我们知道,在这两颗行星上都不可能有生命。了解这些其他世界的表面和气候特性,最终将使我们能够把地球的气候和宜居性放在背景中。”
一种可能是观察比我们的太阳更冷更小的恒星,比如m矮星,这意味着行星可能离它们的恒星更近,而且仍然在宜居区.这些行星相对于它们的恒星的尺寸会更大,这使得它们更容易从地球上被探测到。
但目前,Demory和他的同事计划继续学习55 Cancri e,为了看看其他秘密可能持有,包括的可能性,它可能是一个环面包围的气体和尘埃,这可能占一些变化的数据。2018年,哈勃和斯皮策的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)将发射升空,让天文学家得以观测行星在我们的太阳系外以全新的精确度
了下:航空+国防




