地球有大气,能挡太阳辐射、存住液态水——这是我们刻在常识里的事。但最近韦伯望远镜盯上的一个系外行星,却把“常识”撞了个稀碎:TOI-561b,一个表面全是熔融岩浆的超地球,居然裹着厚厚的大气。
这个星球的“疯狂”日常
先说说它的基本配置:
质量是地球的2倍,不算特别大,但“脾气”很爆;
绕着一颗比太阳小、凉一点的恒星转,距离只有水星到太阳的1/40——水星到太阳平均5790万公里,它离恒星才145万公里左右,比月球离地球(38万公里)远一点,但比火星离太阳近多了;
绕恒星一圈只要10.56小时——相当于地球上的半天多,就是它的“一年”;
因为离得太近,它的一面永远对着恒星(白天),另一面永远背对着(黑夜),表面全是岩浆海洋,温度高到能融化铁。
之前大家都觉得它“留不住大气”
天文学家过去的判断很明确:小而热的行星,形成后很快会把大气散到太空——就像太阳系里的水星,几乎没大气;金星虽然有大气,但比它大很多,而且离太阳远一点。
但韦伯望远镜的观测,把这个判断推翻了。
团队用韦伯的近红外光谱仪,测了TOI-561b的亮度变化:当行星转到恒星后面(“掩星”),望远镜能捕捉到行星自身发出的红外光。如果没有大气,白天的温度应该接近2700℃(铁完全融化的温度);但实际测到的是1800℃——虽然还是热得离谱,但比预期低了900℃。
为什么会低?团队说,这肯定是大气搞的鬼:
大气里的强风会把白天的热量吹到黑夜面;
大气中的气体(比如水蒸汽、岩石蒸汽)会吸收一部分红外光,让望远镜看起来“更冷”;
甚至可能有硅酸盐云,反射恒星的光降温。
大气怎么“活”下来的?岩浆和大气“互相串门”
最关键的问题:这么热的星球,大气怎么不跑光?
团队给出了一个脑洞大开的解释:岩浆和大气在“互相串门”——
岩浆会释放气体(比如水蒸汽、二氧化碳),补充大气;
同时,大气里的气体又会被岩浆吸回去,形成平衡。
而且这个星球天生“含挥发物多”——相当于一个“湿熔岩球”。它绕的恒星是太阳的2倍老(100亿年以上),而且铁含量低,形成环境和太阳系不一样,可能从一开始就有更多能维持大气的物质。
韦伯的新发现,打开更多问号
这是韦伯第一个关于TOI-561b的观测结果,接下来团队还要分析更多数据:比如测整个星球的温度分布,确定大气里到底有什么(有没有水?有没有硅酸盐云?)。
卡内基研究所的团队已经做了十几年韦伯相关的研究,这次的发现只是开始——未来可能还会找到更多“反常”的系外行星。
以前我们觉得“小热行星没大气”是铁律,现在这个熔岩星球把它打破了。宇宙里的行星,比我们想的更“多变”——说不定还有更多藏在极端环境里的秘密。
你觉得这个星球的大气里,最可能有什么气体?留言聊聊你的脑洞~
编辑:陈方
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