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天文学家发现40光年外“超级地球” 但不适合太空移民

  
2018-02-13 23:58:07  阅读:1814+ 来源:本站原创 作者:陈国坤

  如果将地球放在比水星轨道还靠内的位置,我们的世界会变成什么样?近日,斯皮策太空望远镜就发现了一颗这样的行星,该星球表面温差达1000多度,而且永远以同一面朝向母恒星。

  近日,美国宇航局利用斯皮策太空望远镜,成功绘制了世界首张系外行星表面温度图。这颗被称为“巨蟹座55e”(55 Cancri e)的行星和我们地球一样由岩石构成,但是它的体积是地球的两倍。这张温度图显示“巨蟹座55e”昼夜两个半球温差极大,并暗示这种现象有部分原因是由星球表面的熔岩流造成的。

  科学家对这颗星球的认识也随着观测资料越来越多而不断变化。“巨蟹座55e”处于黑夜一侧的温度已经非常高,但是白天一侧的温度更是高得多。这种现象与科学家之前预想的不同,此前他们认为热量随着大气层在整个星球表面传送,昼夜两个半球即使有温差也不会很大。但是观测数据只能让科学家做出两种解释:一是“巨蟹座55e”只有白天的一侧有大气层;另一个解释是星球表面存在熔岩流。

  行星“巨蟹座55e”距离地球有40光年远,它的运行轨道非常接近该星系的恒星“巨蟹座55A”,甚至比太阳系里水星到太阳的距离都要近的多,绕“巨蟹座55A”公转一年只需18小时。也因为“巨蟹座55e”距离恒星太近,它已被“巨蟹座55A”潮汐锁定,就像我们的月球永远以同一面朝向地球一样。

  这也是“巨蟹座55e”昼夜两半球存在极端温差的原因之一,因为它永远以同一面朝向母恒星“巨蟹座55e”、接受炙热的光和热,而黑夜的那一面永远背对恒星,温度比昼半球要低的多。

  与在地球上看月亮的阴晴圆缺变化一样,斯皮策太空望远镜能够观测到这颗遥远行星的相位变化。科学家利用观测“巨蟹座55e”的相位变化,绘制出了这颗行星表面温度图,并知晓星球表面哪里最热。

  斯皮策太空望远镜在红外波段对“巨蟹座55e”进行了80小时的持续观测,期间“巨蟹座55e”环绕恒星“巨蟹座55A”运转多次,这次观测使科学家可以得到“巨蟹座55e”整个星球表面的温度情况。令他们吃惊的是,昼夜两半球温度相差达1027摄氏度。其中昼半球温度高达2427摄氏度,而夜半球只有1127摄氏度。

  昼夜两半球温差达上千度,说明热量在星球表面分布不均。这说明这颗星球没有很厚的大气和风,不能够将热量均匀散布到整个星球。斯皮策的观测表明“巨蟹座55e”的大气层没有此前想象的那么厚,星球表面布满熔岩流。当熔岩流从高温的昼半球流入较凉爽的夜半球时,熔岩会冷却变硬,无法很好地传输热量。

  科学家们推测“巨蟹座55A”高温的昼半球有极热的熔岩湖和熔岩河;而夜半球是凝固变硬的熔岩,就像地球上夏威夷附近冷却的火山熔岩一样。

  斯皮策望远镜的观测数据也显示“巨蟹座55e”表面的极热点与原先预期的位置不一致,不在恒星的直射点上,而是偏离了一些位置。这表明“巨蟹座55e”昼半球的热循环受到限制,可能有其他因素的影响;也可能与其表面极高温度的地貌有关,如熔岩流。

  即将于2018年升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜将进一步揭开“巨蟹座55e”的秘密,相关论文被发表在了30日的《自然》杂志上。

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