2021-03-13 12:25

天文学家首次发现了外星行星上存在构造活动的证据

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你可能对LHS 3844b并不太熟悉,但它现在有了自己的独特之处:它是天文学家认为有构造活动证据的第一颗太阳系之外的行星。

这一证据是一系列基于对这颗略大于地球的岩石行星观测的高级模拟得出的。对于这项特殊的研究来说,重要的是,这颗系外行星看起来并没有大气层。

这使得LHS 3844b的一半永久暴露在太阳下,这意味着LHS“白天”一侧的温度可能高达800摄氏度(1472华氏度),“夜晚”一侧的温度约为负250摄氏度(负418华氏度)。

“我们认为这种强烈的温度对比可能会影响行星内部的物质流动,”瑞士伯尔尼大学的天文学家Tobias Meier说。

基于对地球亮度和可能温度的相位曲线观测,以及模拟各种可能的构造物质和热源的计算机模型,迈耶和他的同事们认为地下物质的半球形流动正在发生。

研究人员进行的大多数模拟都显示,地球的一边只有向上流动,另一边只有向下流动,但在某些情况下,情况正好相反——这是一个令人惊讶的发现,与地球上的构造运动并不相符。

来自伯尔尼大学的地球物理学家Dan Bower说:“根据我们对地球的了解,你会认为在炎热的那一边的物质会更轻,因此会向上流动,反之亦然。

潜在的原因是地幔物质在移动过程中温度的变化,较冷的岩石变硬,变得不那么流动,较热的岩石在加热时变得更像液体。科学家们表示,地表和物质的移动可能会导致一些相当令人难以置信的构造活动。

鲍尔说:“在地球上物质向上流动的任何一边,人们都可以预期在那一边会有大量的火山活动。”

因此,科学家们认为LHS 3844b的一个半球可能被火山覆盖,而另一个半球几乎没有火山活动——这都是因为地球周围强烈的温度对比。

导致这些火山爆发的上升流确实与我们在地球上看到的情况相吻合,但仅限于特定的地方,比如夏威夷和冰岛。更笼统地说,这些模型显示的构造运动与我们太阳系的任何东西都不一样。

随着更强大的太空望远镜上线,以及我们对系外行星的理解不断提高,进一步的观察和研究应该有助于确认LHS 3844b表面发生了什么,以及它是否真的有一半被火山覆盖。

迈耶说:“我们的模拟显示了这种模式是如何显现的,但还需要更详细的观察来验证。”

“例如,有了更高分辨率的地表温度地图,就可以指出火山活动的气体排放加剧,或探测到火山气体。我们希望未来的研究能帮助我们理解这一点。”

这项研究发表在《科学》杂志上 天体物理学杂志通讯》上