研究表明,热岩系外行星可能有富含水分的大气层

数据表明,80%的“热”岩质系外行星——轨道周期小于100天的岩质行星——形成于天然气储量丰富亚海王星随后失去了大部分大气层,但它们的系外行星是否仍有大气层尚不清楚。在一个新论文天体物理学杂志通讯》上美国两位天文学家预测,轨道周期在10天到100天之间的岩石行星仍然保留着以水为主的大气层。

这是一颗热岩系外行星TOI-540b及其母星的艺术家印象。图片来源:Sci-News.com。

这是一颗热岩系外行星TOI-540b及其母星的艺术家印象。图片来源:Sci-News.com。

芝加哥大学(University of Chicago)地球物理科学系天文学家埃德温·凯特(Edwin Kite)博士说,“我们从NASA的开普勒任务中已经知道,比海王星小一点的行星真的很多,这令人惊讶,因为在我们的太阳系里根本没有这样的行星。”

“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隐藏在氢大气中的岩浆球。”

“还有很多类似的较小的岩石行星,但没有氢斗篷。”

因此,科学家们推测,许多行星可能一开始就像那些更大的行星一样,它们的大气是由氢构成的,但当附近的恒星点燃并吹走氢时,它们的大气就消失了。但在这些模型中还有很多细节需要补充。”

凯特博士和他的同事、斯坦福大学(Stanford University)的劳拉·舍费尔(Laura Schaefer)博士探索了一颗被融化的岩石海洋覆盖的行星的一些潜在后果。

“液态岩浆实际上非常流动,所以它也会剧烈地翻转,就像地球上的海洋一样,”凯特博士说。

“很有可能这些岩浆海洋正在从大气中吸取氢气,并与之反应形成水。”

“其中一些水逃逸到大气中,但更多的水被吸进了岩浆。”

然后,在附近的恒星剥离亚海王星的氢大气层后,水以水蒸气的形式被拉入大气层。

最终,这颗行星留下了以水为主导的大气层。

“在某些行星上,这个阶段可能会持续数十亿年,”凯特博士说。

这个团队的预测即将在詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)上得到验证。

“JWST是NASA/ESA哈勃太空望远镜的强大继任者,计划于今年晚些时候发射,”研究人员说。

它将能够对一颗系外行星的大气层组成进行测量。如果它探测到行星的大气中有水,这将是一个信号。”

“另一种测试方法是寻找大气的间接迹象。这些行星大多是潮汐锁定的;与地球不同的是,它们在围绕主星转动时并不自转,所以一边总是热的,另一边是冷的。”

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Edwin S. Kite和Laura Schaefer, 2021年。热岩系外行星上有水。ApJL909年,戏;2041 - 8213 . doi: 10.3847 / / abe7dc

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