巖態(tài)系外行星相對(duì)較小，這使得它們很難用望遠(yuǎn)鏡探測(cè)和表征，那么尋找在黑暗中這么小的行星最佳條件是什么？伯爾尼大學(xué)空間與居住性中心(CSH)的天體物理學(xué)家丹·鮑爾(Dan Bower)說：一顆熾熱、熔融的巖石行星，可能藏匿著巨大的出氣大氣層，符合所有條件。

由于強(qiáng)烈的射出輻射，這樣一顆行星更容易被望遠(yuǎn)鏡看到。誠(chéng)然，你不會(huì)想在這些行星之一上度假，但研究它們很重要，因?yàn)樵S多巖石行星開始都是作為熔融的，但最終一些可能會(huì)像地球一樣適合居住。

巖石行星是由恒星系統(tǒng)殘留物的殘留物構(gòu)造，所有沒有進(jìn)入中心恒星或巨型行星的東西，都有可能最終形成一個(gè)小得多的類地行星，我們有理由相信，發(fā)生在行星幼年的過程是決定其生命路徑的基礎(chǔ)。因此，科學(xué)家們揭示了這樣一顆行星的可觀測(cè)性質(zhì)，其研究成果發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上。研究表明，熔融地球的半徑實(shí)際上比固體地球大5%左右，這是由于在行星內(nèi)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(cè)到的差異

本質(zhì)上，熔融的硅酸鹽比同等固體占據(jù)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(xué)的研究人員處于世界領(lǐng)先地位。盡管至少在2026年柏拉圖太空任務(wù)發(fā)射之前，探測(cè)到一顆明亮類太陽恒星周圍的巖石行星仍遙不可及，但圍繞著較冷和較小恒星周圍的行星，如紅矮星Trappist-1或Proxima b，現(xiàn)在將占據(jù)中心舞臺(tái)。有趣的是，目前和未來觀測(cè)設(shè)施可以測(cè)量到行星半徑的5%差異，特別是在伯爾尼開發(fā)和組裝并將于今年晚些時(shí)候發(fā)射的空間望遠(yuǎn)鏡Cheops。

事實(shí)上，最新的系外行星數(shù)據(jù)已經(jīng)提供了一種暗示，即由強(qiáng)烈恒星光維持的低質(zhì)量熔融行星存在于系外行星目錄中。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(shù)量的固體和熔巖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(shù)據(jù)。然而，即使是完全熔化的行星也可能無法解釋對(duì)最低密度行星的觀察。但在這一點(diǎn)上，研究小組也有一個(gè)命題：在其歷史早期，熔融的行星可能會(huì)比最初困在行星內(nèi)部巖漿中揮發(fā)性物的大氣層更容易產(chǎn)生氣體。

這可以解釋觀測(cè)到的行星密度的額外減少，未來詹姆士·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)應(yīng)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(dǎo)的話。系外行星科學(xué)正在為早期地球和早期金星類似物的觀測(cè)打開大門，這可能會(huì)極大地影響我們對(duì)地球和太陽系行星的理解。在太陽系內(nèi)外行星的背景下思考地球，反之亦然，為理解太陽系內(nèi)外的行星提供了新機(jī)會(huì)。

博科園｜研究/來自：伯爾尼大學(xué)

參考期刊《天文學(xué)與天體物理學(xué)》

DOI: 10.1051/0004-6361/201935710

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