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极度光滑,怪异的蛋壳,这颗系外行星表面就

来源:水星 时间:2023/5/27

到目前为止,天文学家可能已经发现了三个这样的行星。

艺术家对“蛋壳行星”的插图,这是一个理论类型的岩石世界,有一个超薄的外层脆层,几乎没有地形。

艺术家对“蛋壳行星”的插图,这是一个理论类型的岩石世界,有一个超薄的外层脆层,几乎没有地形。(图片来源:美国国家航空航天局)

一项新的研究报告称,奇怪的、新理论化的“蛋壳行星”可能拥有超薄的外层,表面极度光滑,这与迄今为止在任何世界上看到的都不同。

科学家指出,天文学家们可能已经探测到至少三颗蛋壳行星。

在过去的25年左右,天文学家已经确认了多颗围绕其他恒星运行的系外行星的存在。这些行星中有许多与太阳系中的任何行星都大不相同。例如,所谓的“热木星”是一种气体巨星,它们围绕其主恒星的轨道比水星围绕太阳的轨道更近。

在这项新研究中,研究人员希望调查一颗行星易碎的外层,即脆性岩石圈,可能会发生什么。他们模拟了一颗岩质行星及其恒星的不同特征如何影响其脆弱的岩石圈厚度。

新模型预测,小的、古老的或者离恒星很远的行星可能有厚而坚硬的外层。然而,在适当的情况下,系外行星可能拥有只有几英里厚的脆性岩石圈——所谓的蛋壳行星。

蛋壳行星极其薄而脆的岩石圈可能不足以支撑高海拔的山脉,导致表面相对光滑。此外,它们的外层可能不足以形成驱动大陆漂移和造山的板块构造所需要的高密度板块。

“我喜欢这种想法,即存在着巨大的岩石世界,由于这些尺寸、表面温度和年龄的特殊组合,它们的表面可能与我们所熟悉的完全不同。”该研究的主要作者、圣路易斯华盛顿大学的行星科学家保罗·伯恩说。“可能存在的行星类型远远超出了我们在太阳系中看到的。”

板块构造的缺失表明,蛋壳状的行星可能并不适合我们所知的生命。此外,板块构造有助于确保从空气中吸收碳的矿物质被锁在地球内部。因此,板块构造有助于控制大气中全球变暖气体二氧化碳的水平,这有助于防止地球经历那种失控的温室效应,而这种效应使金星注定要遭受地狱般的气候。

伯恩说:“板块构造有助于调节地球的温度,这反过来又有助于地球表面保持相对舒适的温度。”“我们不知道板块构造论是否是一个宜居世界的必要条件,但它肯定有帮助。”

在蛋壳行星表面下的地幔层中,岩浆的搅动可能会导致某种变形。“地幔上涌的地方可能会拉伸上表面,而地幔下涌的地方可能会把地壳的部分挤在一起。”“但这种表面变形的风格、外观可能不像我们在地球上知道的构造板块。”

伯恩说,之前的天文调查已经发现了至少三颗可能是蛋壳行星的系外行星。尽管科学家们距离直接对这些蛋壳行星的表面进行成像还有很长的路要走,但他指出,它们可能类似于金星上的低地,那里有大片的熔岩,但几乎没有高耸的地形,因为那里的岩石圈很薄,这是灼热表面温度的结果。

目前还不清楚重大干扰会对蛋壳行星产生什么样的影响,比如巨大的宇宙撞击,或者来自附近天体(如卫星)的引力会导致地球上的潮汐。

“我们的发现表明,任何能够在很长一段时间内对外层施加压力的东西,比如潮汐,都不会导致我们在太阳系其他天体上熟悉的那种结构,比如裂缝——想想木卫二破碎、脆弱的冰壳。”伯恩说,他指的是木星可能适合居住的卫星。

“像撞击这样的事件可能会产生裂缝和地形,因为在非常短的时间尺度上,即使是通常具有韧性的岩石也会破裂,但在地质时间上,我们的预测是,随着岩石再次流向平坦区,任何合成的地形最终都会消失。”伯恩说。“潮汐、撞击或其他力量是否会产生持续的构造活动还有待确定,但我的猜测是否定的。”

计划中的和未来的望远镜可以帮助分析系外行星,看看它们是不是蛋壳世界。

伯恩在一份声明中说:“我们在这里列出的基本上是一份操作指南,或方便的手册。”

“如果你有一颗给定大小、与恒星的距离和质量的行星,那么根据我们的结果,你可以对各种其他特征做出一些估计——包括它是否可能有板块构造。”

科学家们在10月20日的《地球物理研究杂志:行星》上详细介绍了他们的发现。

BY:CharlesQ.Choi

FY:龙城D哥

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