2021-03-13 12:25

天文學家首次發現了外星行星上存在構造活動的證據

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你可能對LHS 3844b并不太熟悉,但它現在有了自己的獨特之處:它是天文學家認為有構造活動證據的第一顆太陽系之外的行星。

這一證據是一系列基于對這顆略大于地球的巖石行星觀測的高級模擬得出的。對于這項特殊的研究來說,重要的是,這顆系外行星看起來并沒有大氣層。

這使得LHS 3844b的一半永久暴露在太陽下,這意味著LHS“白天”一側的溫度可能高達800攝氏度(1472華氏度),“夜晚”一側的溫度約為負250攝氏度(負418華氏度)。

“我們認為這種強烈的溫度對比可能會影響行星內部的物質流動,”瑞士伯爾尼大學的天文學家Tobias Meier說。

基于對地球亮度和可能溫度的相位曲線觀測,以及模擬各種可能的構造物質和熱源的計算機模型,邁耶和他的同事們認為地下物質的半球形流動正在發生。

研究人員進行的大多數模擬都顯示,地球的一邊只有向上流動,另一邊只有向下流動,但在某些情況下,情況正好相反——這是一個令人驚訝的發現,與地球上的構造運動并不相符。

來自伯爾尼大學的地球物理學家Dan Bower說:“根據我們對地球的了解,你會認為在炎熱的那一邊的物質會更輕,因此會向上流動,反之亦然。

潛在的原因是地幔物質在移動過程中溫度的變化,較冷的巖石變硬,變得不那么流動,較熱的巖石在加熱時變得更像液體。科學家們表示,地表和物質的移動可能會導致一些相當令人難以置信的構造活動。

鮑爾說:“在地球上物質向上流動的任何一邊,人們都可以預期在那一邊會有大量的火山活動。”

因此,科學家們認為LHS 3844b的一個半球可能被火山覆蓋,而另一個半球幾乎沒有火山活動——這都是因為地球周圍強烈的溫度對比。

導致這些火山爆發的上升流確實與我們在地球上看到的情況相吻合,但僅限于特定的地方,比如夏威夷和冰島。更籠統地說,這些模型顯示的構造運動與我們太陽系的任何東西都不一樣。

隨著更強大的太空望遠鏡上線,以及我們對系外行星的理解不斷提高,進一步的觀察和研究應該有助于確認LHS 3844b表面發生了什么,以及它是否真的有一半被火山覆蓋。

邁耶說:“我們的模擬顯示了這種模式是如何顯現的,但還需要更詳細的觀察來驗證。”

“例如,有了更高分辨率的地表溫度地圖,就可以指出火山活動的氣體排放加劇,或探測到火山氣體。我們希望未來的研究能幫助我們理解這一點。”

這項研究發表在《科學》雜志上 天體物理學雜志通訊》上

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