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超音速邯山区实验小学风,熔岩星球上预测的岩石雨

天文学与空间 2022-04-29 00:01:05

麦吉尔大学 在被照亮的大区域的中心,有一片被岩石蒸汽覆盖的熔融岩石海洋

超音速的风吹向寒冷和没有空气的夜晚,凝结成岩石雨和雪,缓慢地流回岩浆海洋最热的区域

信用:朱莉·鲁西,麦吉尔平面设计公司 在太阳系边缘之外发现的最极端的行星是熔岩行星:炽热的星球,它们离主星如此之近,以至于一些地区很可能是熔岩的海洋

根据麦吉尔大学、约克大学和印度科学教育研究所的科学家的说法,至少有一颗这样的系外行星的大气和天气周期更加奇怪,其特点是岩石的蒸发和沉淀、时速超过5000公里的超音速风和100公里深的岩浆海洋

在发表在《皇家天文学会月报》上的一项研究中,科学家们使用计算机模拟来预测K2-141b的状况,K2-141b是一颗地球大小的外行星,其表面、海洋和大气都由相同的成分组成:岩石

他们分析预测的极端天气可能会随着时间的推移永久性地改变K2-141b的表面和大气

“这项研究是第一次对K2-141b的天气状况进行预测,这种预测可以用詹姆斯·韦伯太空望远镜等下一代望远镜在数百光年之外探测到,”主要作者吉安·阮博士说

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约克大学的一名学生在麦吉尔大学教授尼古拉斯·考恩的指导下从事这项研究

太阳系外行星的三分之二面临着无尽的阳光 在分析太阳系外行星的照明模式时,研究小组发现K2-141b中大约三分之二面临永久日光——而不是我们在地球上习惯的照明半球

K2-141b属于岩石行星的一个子集,这些行星的轨道非常靠近它们的恒星

这种接近性使系外行星在引力作用下保持锁定,这意味着同一侧总是面向恒星

夜晚会经历零下200摄氏度的严寒

据估计,太阳系外行星白天的温度高达3000摄氏度,不仅足以融化岩石,还能蒸发岩石,最终在某些区域形成稀薄的大气

麦吉尔大学地球与行星科学系的教授尼古拉斯·考恩说:“我们的发现可能意味着大气层延伸到岩浆海洋的海岸之外,使得用太空望远镜更容易发现。”

就像地球的水循环,只有岩石 值得注意的是,极热产生的岩石蒸汽大气会经历降水

就像地球上的水循环一样,水蒸发,上升到大气中,凝结,然后像雨一样落下,K2-141b上的钠、一氧化硅和二氧化硅也是如此

在地球上,雨水流回海洋,在那里它将再次蒸发,水循环重复

在K2-141b上,由蒸发的岩石形成的矿物蒸汽被超音速风吹向寒冷的夜晚,岩石“降雨”回到岩浆海洋

由此产生的电流流回太阳系外行星炎热的一面,在那里岩石再次蒸发

科学家说,K2-141b上的周期仍然不如地球上的周期稳定

岩浆海洋回流到白天的速度很慢,因此他们预测矿物成分会随着时间而改变——最终改变K2-141b的表面和大气

“所有的岩石行星,包括地球,一开始都是熔融的世界,但随后迅速冷却和固化

熔岩行星让我们在行星进化的这个阶段难得一见,”地球和行星科学系的考恩教授说

科学家说,下一步将测试这些预测是否正确

该小组现在有了来自斯皮策太空望远镜的数据,这将让他们第一次看到太阳系外行星白天和晚上的温度

随着詹姆斯·韦伯太空望远镜在2021年的发射,他们也将能够验证大气的行为是否如预测的那样

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