蘇黎世大學(xué)和劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了太陽系外一種奇特行星。這些所謂的超級地球是在靠近母恒星的高溫下形的，含有大量的鈣、鋁及其氧化物，包括藍寶石和紅寶石。

仙后座距離地球21光年，有一顆行星繞其恒星公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)周期只有三天。它的名字叫HD219134 b，是一個所謂的“超級地球”，質(zhì)量幾乎是地球的五倍。然而，與地球不同的是，它很可能沒有一個巨大的鐵芯，但富含鈣和鋁。蘇黎世大學(xué)計算科學(xué)研究所(Institute for Computational Science of the University of Zurich)的天體物理學(xué)家卡羅琳?多恩(Caroline Dorn)表示：也許它會像紅寶石和藍寶石那樣閃著紅到藍的光芒，因為這些寶石是氧化鋁，在這顆系外行星上很常見。

博科園-科學(xué)科普：HD219134 b是可能屬于一種新的外來類系外行星的三個候選行星之一，正如來自蘇黎世大學(xué)和劍橋大學(xué)的卡羅琳·多恩和她的同事們在英國《MNRAS》上報道的那樣。研究人員使用理論模型研究行星的形成，并將其結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)進行比較。眾所周知，在恒星形成的過程中，如太陽等恒星被行星誕生的氣體和塵埃盤所包圍。像地球這樣的巖石行星是由原行星氣盤分散時剩余固體形成。當(dāng)圓盤冷卻時，這些構(gòu)造塊從星云氣體中冷凝出來。通常這些構(gòu)造塊是在鐵、鎂、硅等巖石形成元素凝聚的區(qū)域形成。由此產(chǎn)生的行星具有類似地球的鐵核組成，目前已知的大多數(shù)超級地球都是在這些地區(qū)形成。

超級地球的組成比預(yù)期更加多樣化

但也有一些靠近恒星的區(qū)域溫度更高，這位天體物理學(xué)家表示：在那里，許多元素仍處于氣相，而行星的組成部分完全不同。通過他們的模型，研究小組計算出在如此炎熱的地區(qū)形成的行星應(yīng)該是什么樣：除了鎂和硅，鈣和鋁是主要成分，幾乎沒有鐵。這就是為什么這樣的行星，例如，不能有像地球那樣的磁場。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)如此不同，它們的冷卻行為和大氣層也會與普通超級地球有所不同。因此研究小組提出了一種由高溫冷凝物形成的新型、奇異超級地球。令人興奮的是，這些天體與大多數(shù)類地行星完全不同，如果它們確實存在的話。

正如天體物理學(xué)家在論文中解釋的那樣，這種可能性很大。在我們的計算中，發(fā)現(xiàn)這些行星的密度比地球低10%到20%。研究小組還分析了其他密度同樣較低的系外行星，觀察了不同的場景來解釋觀測到的密度，例如較厚的大氣層可能導(dǎo)致較低總體密度。但其中兩顆被研究的系外行星，55顆Cancri e和WASP-47 e，繞恒星的軌道如此之近，以至于它們的表面溫度接近3000度，而且它們很早就失去了這層氣體包絡(luò)層。在HD219134 b上，天氣不太熱，情況更復(fù)雜，乍一看，較低的密度也可以用深海來解釋。但在稍遠一點的地方，另一顆行星圍繞這顆恒星運行，使這種情況不太可能發(fā)生。

對這兩個物體的比較表明，內(nèi)行星不能比外行星含有更多的水或氣體，目前還不清楚巖漿海洋是否有助于降低密度。所以發(fā)現(xiàn)了三顆候選行星，它們屬于具有這種奇特成分的新超級地球。研究人員還糾正了之前超級地球55 Cancri e的圖片，這張圖片曾在2012年成為頭條新聞，被稱為“天空中的鉆石”。研究人員先前假設(shè)地球上大部分是由碳構(gòu)成，但在隨后的觀測基礎(chǔ)上不得不放棄這一理論，正在把這顆被認為是鉆石行星的行星變成一顆藍寶石行星。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自：蘇黎世大學(xué)

參考期刊文獻:《皇家天文學(xué)會月報》

論文DOI: 10.1093/mnras/sty3435

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