? 文章介紹了天文學(xué)家們對于一些極端的熾熱行星，研究是什么使得他們?nèi)绱嗣髁痢Ｍㄟ^實驗?zāi)Ｐ秃蛯τ谝郧暗臄?shù)據(jù)研究都未有個明確的答案。

銀河系中有無窮無盡的地外行星，但其中有那么一些的存在比其他行星更加硬核，以那些被稱為“熱超級地球”的一類為例。這些行星就像一個堅果。想象一個和地球一樣的巖石世界，但其質(zhì)量還要再重10倍；巨大的質(zhì)量將其拉攏到離它的恒星非常之近的距離，只需10天甚至更短的時間就能完成一次公轉(zhuǎn)。

這些行星不僅是炙熱的溫度，他們與主恒星之間的超近距離使得整個行星像是一個燃燒著的地獄世界。來自恒星的輻射和星風(fēng)基本剝離了行星大氣層的存在，這些行星表面被至少有850開爾文（577℃）的熔巖汪洋沖刷著。

圖解：與主恒星的“親密接觸”使得這些行星像一個熔巖地獄。圖源：lieqinews

這樣的存在讓人嘆為觀止，但這其中的有些行星還有更為神秘的一面。一些行星因反射主星發(fā)出大量的光而異常明亮，這一特性被稱為反照率。

他們中的一些比地球還要亮，反射了50%來自主星照射到其表面的光（地球反射30%的太陽光）——行星科學(xué)家們也無從解答到底是什么導(dǎo)致了如此高的反照率而使得他們?nèi)绱嗣髁痢?/p>

圖解：反照率的定義是天體表面全部被照明的部分向各個方向散射的光流φ與入射到該天體表面的光流φ0之比，它表示的是被天體表面反射到空間的光能的份額。暗黑物體比白色物體反照率低。一個反照率為1的物體可將入射到它表面的全部光反射出去，這個物體是純白的；反之，反照率為零的物體則是純黑的。反照率定量地表明覆蓋在行星表面上物質(zhì)的特性。圖源：unity

“你會以為這些熔巖星球就像個木炭球一樣在空間里進行著它們的軌道運動——漆黑一片，一點都不顯眼，”麻省理工學(xué)院地球、大氣與行星科學(xué)系的行星科學(xué)家扎赫拉·愛莎克說。她是負責(zé)對于該現(xiàn)象的進行新研究的主要帶頭學(xué)者?！澳敲词鞘裁丛蚴沟盟麄?nèi)绱嗣髁聊兀俊?/p>

圖解：炙熱的熔巖席卷之下，我們以為行星上會是一片焦土，在宇宙中“灰頭土臉”地旋轉(zhuǎn)著。圖源：網(wǎng)易

劇透警告：事實是我們也還不知道。不過，我們對于不是導(dǎo)致這些覆蓋著巖漿海的地外行星有如此高的反照率背后的原因有了更清楚的了解。通過在實驗室里模擬制造熔巖和火山玻璃并測量這兩種物質(zhì)之間的反射率，科學(xué)家們排除了將它們作為行星亮度來源的成因。

首先，研究團隊選擇了長石和玄武巖作為材料，這兩種礦物在地球和太陽系其他巖石星球上都很常見，并且具有特征明顯的性能。

圖解：長石。地表巖石最重要的造巖礦物。它是一類常見的含鈣、鈉和鉀的鋁硅酸鹽類造巖礦物。圖源：chinaneolithic

在麻省理工材料科學(xué)與工程系的鑄造間，愛莎克和她的同事們將長石進行了熔化。遺憾的是，它冷卻地太快以至于無法測量到熔化狀態(tài)下的反射率，不過在此過程中產(chǎn)生的火山玻璃卻很有用。研究團隊進行了詳盡的測量，從各個角度對長石進行照射然后研究光反射的行為。

? 至于玄武巖的研究，團隊從雪城大學(xué)的熔巖項目取得了一些玄武玻璃，然后同樣進行了仔細的反射率測量。

圖解：綠色黑曜石-火山玻璃?；鹕讲Ａе赣苫鹕絿姲l(fā)出來的熔巖，迅速冷卻來不及結(jié)晶而形成的一種玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)巖石?；鹕讲ＡЪ瓤梢詥为殻ɑ蛞运鼮橹鳎┙M成火山巖，如珍珠巖、松脂巖、黑曜巖等。也常產(chǎn)于火山巖基質(zhì)中，填隙在微晶礦物之間，還可以以碎屑產(chǎn)于玻屑凝灰?guī)r中。圖源：earthsciences.hku.

為了測得熔巖的反射率，研究團隊查閱了過去的研究資料。然后，他們根據(jù)獲得到的從純?nèi)蹘r到純火山玻璃的反照率數(shù)據(jù)，計算了介于兩者之間的一系列組合，推定為一系列熱超級地球結(jié)構(gòu)的反照率。

正如推測的那樣，如果一個星球表面是由以上礦物及熔巖組成，相應(yīng)的反照率應(yīng)該非常低。其反照率絕對值上限也只有0.1——意味著行星只反射了主恒星10%的光。

“這樣的數(shù)值結(jié)果上表現(xiàn)的這個行星比地球還要暗，要解釋我們感興趣的那些超亮行星的現(xiàn)象顯然是不夠的，”愛莎克說。

但這也意味著，現(xiàn)在研究團隊就可以將目光轉(zhuǎn)向其他的可能性了。比如金星，我們知道它具有非常高的反照率，它濃厚的大氣層反射了大約70%照射到其表面的太陽光。盡管普遍認為熱超級地球沒有大氣層的存在，但這也許只是我們對于這些行星還知之甚少。

“關(guān)于這些熔巖海洋星球，我們還有許多要去發(fā)現(xiàn)和了解的東西，”愛莎克說。

“我們以為他們只是發(fā)光的巖石球，但這些行星也許有非常不同的、更為復(fù)雜的表面系統(tǒng)和大氣環(huán)境，那是一個我們前所未見的全新領(lǐng)域?！?/p>

未來，由凌日系外行星巡天衛(wèi)星的外行星探測望遠鏡將確定更多的超級地球，可以幫助我們更好地了解這些奇特和神秘的世界。

以上研究結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在《天文物理學(xué)雜志》。

by: MICHELLE STARR

FY: 短尾巴小狐貍

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