
火山係外行星插圖。來源:uux.cn/NASA、ESA、CSA、Dani Player
(神秘的地球uux.cn)據加州大學河濱分校(朱爾斯·伯恩斯坦):加州大學河濱分校天體物理學家Stephen Kane不得不仔細檢查他的計算結果。他不確定自己所研究的星球是否會像表麵上看起來的那樣極端。
凱恩從未想過,在這個遙遠的恒星係統中,一顆行星上覆蓋著如此多的活火山,從遠處看,它會呈現出熾熱的紅色。
凱恩說:“這是一個發現的時刻,你會想,‘哇,這真是太神奇了,居然能存在。’”。一篇詳細介紹這一發現的論文發表在《天文學雜誌》上。
美國國家航空航天局的淩日外行星探測衛星(TESS)於2018年發射,旨在尋找圍繞天空中最亮恒星運行的係外行星,包括那些可能支持生命的恒星。
凱恩當時正在研究一個名為HD 104067的恒星係統,該係統距離我們的太陽約66光年,已知它有一顆巨大的行星。TESS剛剛發現了該係統中一顆新岩石行星的信號。在收集有關這顆行星的數據時,凱恩意外地發現了另一顆行星,使係統中已知的行星總數達到三顆。
TESS新發現的行星是一顆與地球相似的岩石行星,但比地球大30%。然而,與地球不同的是,它與木衛一有更多的共同點,木衛一是木星最內層的岩石衛星,也是太陽係中火山活動最活躍的天體。
凱恩說:“這是一顆類地行星,我會把它描述為服用類固醇的木衛一。”。“它被迫陷入火山不斷爆炸的境地。在光學波長下,你可以看到一顆熾熱的星球,表麵有熔融的熔岩。”
凱恩計算出,這顆新行星TOI-6713.01的表麵溫度為2600開爾文,比一些恒星還熱。
引力是木衛一和地球上火山活動的罪魁禍首。木衛一離木星很近。凱恩解釋說,木星的其他衛星迫使木衛一進入繞地球的橢圓形或“偏心”軌道,這本身就具有非常強的引力。
凱恩說:“如果其他衛星不在那裏,木衛一將處於環繞地球的圓形軌道上,表麵會很安靜。相反,木星的引力對木衛一的擠壓如此之大,以至於它不斷地在火山中爆發。”。
同樣,HD 104067係統中有兩顆行星比這顆新行星離恒星更遠。這些外行星也迫使內部岩石行星進入圍繞恒星的偏心軌道,在恒星軌道和旋轉時擠壓恒星。
凱恩將這種情況比作壁球,在壁球中,小橡膠遊戲球不斷被球拍擊打,反彈得更多,溫度也越來越高。這種效應被稱為潮汐能,是指一個物體對另一個物體的引力效應。在地球上,潮汐主要是月球引力拖動海洋的結果。
接下來,凱恩和他的同事們想測量這顆燃燒的行星的質量,並了解它的密度。這將告訴他們有多少物質可以從火山中噴出。
凱恩說,潮汐對行星的影響在曆史上並不是係外行星研究的重點。也許這種情況會隨著這一發現而改變。
凱恩說:“這教會了我們很多關於地球能被泵入多少能量的極端情況及其後果。”。“雖然我們知道恒星對行星的熱量有貢獻,但這裏的絕大多數能量都是潮汐能,這一點不容忽視。”