熔岩行星:”熔岩雨”一直下,岩石也被蒸发

熔岩海洋被岩石蒸汽大气层笼罩着。超音速风吹向寒冷的行星暗面,凝结的“熔岩雨”缓慢流回熔岩海洋中最酷热的区域。

熔岩行星这种“炽热”的星球是在太阳系边缘外发现的最极端行星之一。

phys.org网站当地时间11月3日报道,加拿大麦吉尔大学、约克大学和印度科学教育学院的科学家们在《皇家天文学会月报》中发表论文,阐述了熔岩行星K2-141b的“怪异”特征。这颗行星不仅能融化岩石降下“熔岩雨”,还能将岩石蒸发,形成熔岩“大气层”;其超音速风的速度高达5000公里/小时,表面存在100公里深的岩浆海洋。

科学家们首次用计算机模型预测了K2-14b的环境条件,发现它是一颗与地球大小接近的系外行星,其地表、海洋和大气层都由相同的成分——岩石构成。这种惊人的一致性与其运行特点有关。

K2-14b属于岩石行星的亚星。这类天体在十分接近其恒星的区域运行,因此会被主星引力锁定在同一位置,导致其固定一侧总是面对着恒星。这使得K2-14b大约有三分之二的区域永恒地沐浴着日光。其暗面温度低至零下200摄氏度左右,而光面温度高达3000摄氏度——在这样的高温下,岩石不仅会熔化,还会汽化,最终在某些区域形成稀薄大气层。

值得注意的是,这种岩石蒸汽大气也会经历循环过程。与地球上的水循环类似,岩石蒸发形成的矿物蒸汽被超音速风刮到寒冷的暗面,“熔岩雨”冷却、凝结后降落到地表,最后又回到光面的岩浆海洋中。

但是,科学家们认为K2-141b的循环过程并不像地球那样稳定。岩浆海洋回流到光面的速度很慢,因此星球的矿物成分可能会随时间推移而改变——最终将永久性地改变K2-141b的地表和大气层。

麦吉尔大学地球与行星科学教授Cowan教授说:“所有的岩石行星,包括地球,一开始都是熔融的世界。随后,行星迅速冷却并开始凝固。熔岩行星为我们提供了行星进化阶段的关键信息。”

研究人员下一步将检视预测的准确性。他们获得了斯皮策太空望远镜的部分观测数据,这或许有助于探索该行星的光面及暗面温度。到2021年,詹姆斯·韦伯太空望远镜开始投入应用,研究人员将获取更准确的验证结果。

原创编译:德克斯特 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《英国皇家天文学会月报》

期刊编号:0035-8711

原文链接:https://phys.org/news/2020-11-supersonic-rocky-lava-planet.html

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