天文學家發現岩石行星擁有岩漿海洋且溫度高於 1,200 度

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exoplaneta - Artsiom P/Shutterstock.com

國際科學界已經確認了一個與地球尺寸非常相似的天體的位置。系外行星 HD 63433 d 距離我們的太陽系 73 光年。這項發現揭示了一個極端炎熱的環境。這個岩石地球圍繞著雙子座的一顆恆星運行。由於靠近中心恆星,表面溫度超過 1,200°C。

這些數據是由美國航太局管理的 TESS 衛星捕獲的。完整的研究最近發表在《天文學雜誌》。這項研究由本傑明·K·卡皮斯特蘭特和梅琳達·蘇亞雷斯-富塔多領導。該組織將該天體歸類為最小的已確認行星,其年齡低於 5 億年。這個年輕的恆星系統為天文學家提供了前所未有的觀測基礎。專家們能夠分析固結期後不久岩層在嚴重熱應力下的行為。

系外行星 – Catmando/Shutterstock.com

極端溫度條件和重力鎖定

HD 63433 d 的軌道行為呈現出一種稱為潮汐鎖定的物理特徵。主恆星的引力迫使行星始終保持同一半球面向光和熱源。該機制的工作原理與月球和地球之間建立的關係相同。被照明的表面接收持續且直接的輻射。測量設備表明,白天一側的溫度計可記錄到 1,257°C。

在光半球測量到的熱量水平足以融化整個岩層。科學家估計,地球的這一半是永久液態岩漿海洋的所在地。持續的溫度可防止任何冷卻或在表面形成固體外殼的可能性。這顆系外行星的黑暗面仍然沒有確切的熱數據。在沒有緻密大氣層的世界中,兩個半球之間的能量轉移效率較低。

暴露的熔岩的動力學創造了一個不穩定的地質環境,熔融物質在恆星重力的影響下不斷流動。研究人員試圖了解岩漿如何對數百萬年來不間斷的輻射做出反應。火面和完全黑暗面之間的對比定義了空間物體的物理性質。

天體物理特性和軌道數據

繪製系外行星地圖需要交叉空間感測器捕獲的各種資訊。天文學團隊能夠建立有關岩石地球的結構和運動的精確參數。與太陽系的標準相比,這些數字揭示了極端的環境。翻譯時間很快。這顆行星僅用 4.2 個地球日就完成了繞恆星一週的旋轉。

研究中公佈的官方測量結果詳細說明了新發現物體的確切比例:

  • 這顆行星的半徑是地球大小的 1.1 倍。
  • 完整的軌道周期持續約 100 個地球小時。
  • 水星到恆星的距離小於水星到太陽的距離。
  • 該系統的形成年齡不到十億年。
  • 確切的位置發生在雙子座的邊界內。

與中心恆星的嚴重接近決定了環境的所有物理規則。短軌道使岩石物質暴露在高速恆星風中。與地球幾乎相同的大小使得航太局的電腦更容易進行質量和密度比較。地球的尺寸和火山溫度使地球成為深度測繪的優先目標。

凌日法揭示了恆星系統的細節

天體的辨識依賴天文凌星法的應用。該技術包括監測恆星發出的光並記錄亮度水平的微小下降。光度的下降恰好發生在行星經過恆星盤前面的那一刻。 TESS 衛星上的感測器在數月的連續觀測中捕捉了這些光變曲線。該分析需要科學家格外小心。

主星具有年輕、磁活性高的特徵。這顆恆星的表面經常出現斑點,這些斑點可能會迷惑探測設備。該團隊需要開發特定的過濾器來清除原始資料中的恆星雜訊。處理工作以較高的安全裕度確認了系外行星的特徵。將資訊與先前任務的文件進行交叉核對證實了這一發現。

對數據的審查揭示了行星系統的完整架構。天文學家證實了圍繞同一顆恆星運行的另外兩個世界的存在。鄰近行星並不具備 HD 63433 d 的極端高溫條件。該系統的多種配置提供了對與同一能源不同距離的天體形成的廣泛概述。

這項發現與空間演化研究的相關性

這顆系外行星充當天文觀測的天然實驗室。研究人員利用極端環境來研究最近形成的世界的大氣損失過程。位於活躍恆星附近的岩石行星受到恆星風不斷吹掃氣體的影響。監測這種現像有助於解釋乾旱的地球和能夠保留空氣層的世界之間的差異。紫外線輻射是侵蝕的主要因素。

該系統的中心恆星具有與太陽相似的質量和光譜類型。恆星年齡的縮短導致 X 射線發射量遠高於我們目前太陽系記錄的水平。放射性轟擊嚴重地塑造了 HD 63433 d 的表面。科學界認為該物體是現代天文學目錄記錄的最接近年輕地球世界的例子。

雙子座的位置相對較近,因此更容易安排新的研究階段。先進的望遠鏡具有研究行星化學成分的技術能力。詹姆斯·韋伯望遠鏡預計很快就會將其鏡子對準該系統。天文學家試圖驗證是否有任何殘留大氣的痕跡,或確認融化的地球的純金屬和岩石成分。

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