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天文学家发现岩石行星拥有岩浆海洋且温度高于 1,200 度

exoplaneta
照片: exoplaneta - Artsiom P/Shutterstock.com

国际科学界已经确认了一个与地球尺寸非常相似的天体的位置。系外行星 HD 63433 d 距离我们的太阳系 73 光年。这一发现揭示了一个极端炎热的环境。这个岩石地球围绕双子座的一颗恒星运行。由于靠近中心恒星,表面温度超过 1,200°C。

这些数据是由美国航天局管理的 TESS 卫星捕获的。完整的研究最近发表在《天文学杂志》上。该研究由本杰明·K·卡皮斯特兰特和梅琳达·苏亚雷斯-富塔多领导。该组织将该天体归类为最小的已确认行星,其年龄低于 5 亿年。这个年轻的恒星系统为天文学家提供了前所未有的观测基础。专家们能够分析固结期后不久岩层在严重热应力下的行为。

系外行星
系外行星 – Catmando/Shutterstock.com

极端温度条件和重力锁定

HD 63433 d 的轨道行为呈现出一种称为潮汐锁定的物理特征。主恒星的引力迫使行星始终保持同一半球面向光和热源。该机制的工作原理与月球和地球之间建立的关系相同。被照明的表面接收持续且直接的辐射。测量设备表明,白天一侧的温度计可记录到 1,257°C。

在光半球测量到的热量水平足以融化整个岩层。科学家估计,地球的这一半是永久液态岩浆海洋的所在地。持续的温度可防止任何冷却或在表面形成固体外壳的可能性。这颗系外行星的黑暗面仍然没有确切的热数据。在没有致密大气层的世界中,两个半球之间的能量转移效率较低。

暴露的熔岩的动力学创造了一个不稳定的地质环境,熔融物质在恒星重力的影响下不断流动。研究人员试图了解岩浆如何对数百万年来不间断的辐射做出反应。火面和完全黑暗面之间的对比定义了空间物体的物理性质。

天体物理特性和轨道数据

绘制系外行星地图需要交叉空间传感器捕获的各种信息。天文学团队能够建立有关岩石地球的结构和运动的精确参数。与太阳系的标准相比,这些数字揭示了极端的环境。翻译时间很快。这颗行星仅用 4.2 个地球日就完成了绕恒星一周的旋转。

研究中公布的官方测量结果详细说明了新发现物体的确切比例:

  • 这颗行星的半径是地球大小的 1.1 倍。
  • 完整的轨道周期持续约 100 个地球小时。
  • 水星到恒星的距离小于水星到太阳的距离。
  • 该系统的形成年龄不到十亿年。
  • 确切的位置发生在双子座的边界内。

与中心恒星的严重接近决定了环境的所有物理规则。短轨道使岩石物质暴露在高速恒星风中。与地球几乎相同的大小使得航天局的计算机更容易进行质量和密度比较。地球的尺寸和火山温度使地球成为深度测绘的优先目标。

凌日方法揭示了恒星系统的细节

天体的识别依赖于天文凌星法的应用。该技术包括监测恒星发出的光并记录亮度水平的微小下降。光度的下降恰好发生在行星经过恒星盘前面的那一刻。 TESS 卫星上的传感器在数月的连续观测中捕捉到了这些光变曲线。该分析需要科学家格外小心。

主星具有年轻、磁活性高的特点。这颗恒星的表面经常出现斑点,这些斑点可能会迷惑探测设备。该团队需要开发特定的过滤器来清除原始数据中的恒星噪声。处理工作以较高的安全裕度确认了系外行星的特征。将信息与之前任务的文件进行交叉核对证实了这一发现。

对数据的审查揭示了行星系统的完整架构。天文学家证实了围绕同一颗恒星运行的另外两个世界的存在。邻近行星并不具备 HD 63433 d 的极端高温条件。该系统的多种配置提供了对距同一能源不同距离的天体形成的广泛概述。

这一发现与空间演化研究的相关性

这颗系外行星充当天文观测的天然实验室。研究人员利用极端环境来研究最近形成的世界的大气损失过程。位于活跃恒星附近的岩石行星受到恒星风不断吹扫气体的影响。监测这种现象有助于解释干旱的地球和能够保留空气层的世界之间的区别。紫外线辐射是侵蚀的主要因素。

该系统的中心恒星具有与太阳相似的质量和光谱类型。恒星年龄的缩短导致 X 射线发射量远高于我们当前太阳系记录的水平。放射性轰击严重地塑造了 HD 63433 d 的表面。科学界认为该物体是现代天文学目录记录的最接近年轻地球世界的例子。

双子座的位置相对较近,因此更容易安排新的研究阶段。先进的望远镜具有研究行星化学成分的技术能力。詹姆斯·韦伯望远镜预计很快就会将其镜子对准该系统。天文学家试图验证是否存在任何残留大气的痕迹,或确认融化的地球的纯金属和岩石成分。