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巨蟹座55e:一半地狱,另一半炼狱永利手机网站

2020-02-03 00:55

系外行星与地球拥有“同款”大气层

永利手机网站 1这幅示意图展现了名为巨蟹座55e的一颗太阳系外炽热岩石行星可能的场景,它的大小几乎是地球的2倍。图片来源:NASA/JPL-Caltech

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借助美国航空航天局(NASA)斯皮策空间望远镜(Spitzer Space Telescope)的观测,天文学家首次绘制出了太阳系外一颗超级地球表面的温度分布图。这颗岩石星球的大小几乎是地球的两倍。这幅分布图揭示出这颗行星从一侧到另一侧的温度出现了急剧变化,并暗示这一温差的产生原因可能是存在熔岩流。

“巨蟹座55e”的艺术想象图

作出这一发现的主要作者、英国剑桥大学的布里斯-奥利弗·德莫里(Brice-Olivier Demory)说,“我们对这颗行星的看法一直在推进。最新的发现告诉我们,这颗行星上的夜晚很热,白天则要更热得多。这表明,这颗行星上的热量输送效率不高。我们提出,这或许可以这样来解释,这颗行星的大气只存在于它的向阳面,或者行星表面存在熔岩流。”

永利手机网站,第一眼看上去,这个被命名为“巨蟹座55e”的太阳系外行星与地球完全不一样。比如,它足足有地球两倍大;它距离自己的恒星极近,以至于每18小时就能公转一圈;它被潮汐锁定,只能始终以一面对着它的恒星;它的表面存在着强烈的熔岩流等。

这颗被炙烤的超级地球,名为巨蟹座55e(55 Cancri e),离地球相当近,只有40光年。它在极近的距离上绕着自己的“太阳”旋转,每18小时就公转一圈。由于太过靠近那颗恒星,这颗行星已经被潮汐锁定——就像月亮只以一面对着地球一样,这颗行星也只以一面对着它的“太阳”。这意味着,巨蟹座55e有一面永远是白天,始终被强烈的“阳光”炙烤着,而另一面永远是黑夜,要凉爽得多。

但最近科学家的一项发现为这颗奇特的行星与地球找到了相似点,那就是“巨蟹座55e”上存在着与地球非常类似的大气层。这项研究结果发表在11月16日的《天文学期刊》上。

永利手机网站 3根据NASA的斯皮策空间望远镜拍摄的红外数据绘制出的太阳系外行星巨蟹座55e的亮度变化。图片来源NASA/JPL-Caltech/University of Cambridge

“如果‘巨蟹座55e’上面有熔岩,那么熔岩应该覆盖整个行星表面。”该研究论文的共同作者、来自NASA在加利福尼亚州帕萨迪纳市的喷气推进实验室的胡仁宇在一份声明中说,“但由于厚厚的大气层遮挡,我们无法看到熔岩的全貌。”

德莫里说,“斯皮策望远镜观测了巨蟹座55e的相位,有点类似于在地球上我们看到的月相。我们能够观测这颗小小的太阳系外行星的上弦、下弦、‘新月’和‘满月’。反过来,这些观测帮助我们绘制出了这颗行星的一幅地图。这幅地图告诉我们,这颗行星上哪些区域很炽热。”

“巨蟹座55e”与地球有40光年的距离,它与自己围绕的恒星的距离仅为0.016个天文单位,1个天文单位是指地球与太阳之间的距离。由于距离恒星如此之近,“巨蟹座55e”上的一年只有短短18个小时。该行星的温度极高,生命无法生存。它对着恒星的一面平均温度能达到2300℃,背对恒星的那一面温度也有1400℃。

斯皮策望远镜用它的红外眼对着这颗行星盯了总共80个小时,看着它绕着自己的“太阳”转了一圈又一圈。这些数据让科学家能够绘制出温度在这颗行星整个表面上的变化图。出人意料的是,他们发现从这颗行星的一侧到另外一侧,温度差达到了惊人的1300 K。最热的一侧温度将近2700 K,而最冷的一侧温度为1400 K。

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