芝加哥大学 一项研究表明,靠近恒星的系外行星实际上可能保留了一个充满水的厚厚的大气层
上图是一位艺术家对太阳系外行星WASP-121b的插图,它的大气中似乎有水
学分:埃克塞特大学布里斯托尔科学中心VFX发动机室 大气层使地球表面的生命成为可能,调节我们的气候,保护我们免受宇宙射线的伤害
但是尽管望远镜已经计算出越来越多的岩石行星,科学家们认为它们的大部分大气早已消失
然而,芝加哥大学和斯坦福大学研究人员的一项新研究提出了一种机制,根据这种机制,这些行星不仅可以形成充满水蒸气的大气,还可以保持它们很长时间
这项研究发表在3月15日的《天体物理学杂志快报》上,扩展了我们对行星形成的了解,并有助于指导在其他恒星系统中寻找可居住的世界
“我们的模型是说,这些热的、多岩石的系外行星在某个阶段应该有一个以水为主的大气层,对于一些行星来说,这可能是相当长的一段时间,”助理说
教授
埃德温·凯特,行星大气如何随时间演变的专家
随着望远镜记录越来越多的系外行星,科学家们正试图弄清楚它们可能是什么样子
一般来说,望远镜可以告诉你一颗系外行星的物理尺寸,它离恒星的距离,如果你幸运的话,它有多大的质量
为了走得更远,科学家们必须根据我们对地球和太阳系其他行星的了解进行推断
但是最丰富的行星似乎与我们在周围看到的并不相似
“我们从开普勒任务中已经知道,比海王星小一点的行星非常多,这是一个惊喜,因为在我们的太阳系中没有,”凯特说
“我们不确定它们是由什么组成的,但有强有力的证据表明它们是包裹在氢气氛中的岩浆球
" 还有相当数量的类似的小岩石行星,但是没有氢斗篷
因此,科学家推测,许多行星可能像那些较大的行星一样,开始时有氢构成的大气层,但当附近的恒星点燃并吹走氢时,它们就失去了大气层
但是在这些模型中还有很多细节需要填写
凯特和合著者、斯坦福大学的劳拉·谢弗开始探索行星被融化的岩石覆盖的一些潜在后果
“液态岩浆实际上非常稀,”凯特说,所以它也会剧烈地翻转,就像地球上的海洋一样
这些岩浆海洋很有可能从大气中吸取氢,并反应生成水
一些水逃逸到大气中,但更多的水被吸入岩浆
然后,在附近的恒星带走氢大气层后,水以水蒸气的形式被吸进大气层
最终,地球留下了一个以水为主的大气层
凯特说,这个阶段可能会在一些行星上持续数十亿年
有几种方法可以检验这个假设
詹姆斯·韦伯太空望远镜是哈勃望远镜的有力继承者,计划于今年晚些时候发射;它将能够对系外行星的大气成分进行测量
如果它探测到大气中有水的行星,那将是一个信号
另一种测试方法是寻找大气的间接迹象
这些行星大部分是潮汐锁定的;不像地球,它们在围绕太阳运动时不会自转,所以一边总是热的,另一边是冷的
一对UChicago校友提出了一种利用这种现象来检查气氛的方法
科学家劳拉·克莱德伯格博士
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16岁,丹尼尔·科尔博士
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现在分别在马克斯·普朗克天文研究所和麻省理工学院工作的16位科学家指出,大气会降低地球的温度,因此白天和夜晚不会有明显的差异
如果望远镜能够测量白天发光的强度,它应该能够判断是否有大气在重新分配热量
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