超音速风 熔岩星球预测有多雨

在我们太阳系边缘以外发现的最极端的行星中,有熔岩行星:炽热的炽热世界环绕其主恒星如此之近,以至于某些地区可能是熔融熔岩海洋。根据麦吉尔大学,约克大学和印度科学教育学院的科学家的说法,至少一颗这样的系外行星的大气和天气周期更加奇怪,其特征是岩石的蒸发和沉淀,超音速风速超过5000公里/小时,以及100公里深的岩浆海洋。

在《皇家天文学会月刊》上发表的一项研究中,科学家们使用计算机模拟来预测K2-141b的状况,K2-141b是地球大小的系外行星,表面,海洋和大气均由相同的成分组成:岩石。根据他们的分析预测,极端天气会随时间永久改变K2-141b的表面和大气。

主要研究人员Giang Nguyen博士说:“这项研究是第一个对K2-141b上的天气状况做出预测的方法,这种预测可以通过数百个光年的詹姆斯·韦伯太空望远镜等下一代望远镜进行探测。” 。约克大学的学生,在麦吉尔大学教授尼古拉斯·科万(Nicolas Cowan)的指导下进行了这项研究。

三分之二的系外行星面临无尽的日光

在分析系外行星的照明模式时,研究小组发现,约有三分之二的K2-141b面临着永恒的日光,而不是我们习惯于在地球上照亮的半球。K2-141b属于岩石行星的一个子集,其轨道非常靠近恒星。这种邻近关系将系外行星的重力保持在适当的位置,这意味着同一侧始终面向恒星。

夜晚的寒冷温度低于-200摄氏度。系外行星的白天温度约为3000摄氏度,温度很高,不仅可以融化岩石,还可以使岩石蒸发,最终在某些区域形成稀薄的大气层。麦吉尔大学地球与行星科学系教授尼古拉斯·科万(Nicolas Cowan)表示:“我们的发现可能意味着大气层延伸至岩浆海洋的边缘以外,从而更容易用太空望远镜进行观测。”

就像地球的水循环一样,只有岩石

显着地,由极热产生的岩石蒸气气氛经历了沉淀。就像地球上的水循环一样,水会蒸发,上升到大气中,凝结并随着雨水而回落,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,在海洋中又将蒸发,并且水循环不断重复。在K2-141b上,由蒸发的岩石形成的矿物蒸气被超音速风吹到寒冷的夜晚,而岩石又“下雨”回到岩浆海洋。产生的电流流回系外行星的高温天,在那里岩石再次蒸发。

科学家们说,K2-141b上的循环仍然不如地球上的循环稳定。岩浆海洋到白昼的回流很慢,因此,他们预测矿物成分会随着时间而变化,最终会改变K2-141b的表面和大气。

地球与行星科学系的科恩教授说:“包括地球在内的所有岩石行星都是从熔化的世界开始的,然后迅速冷却并凝固。在行星演化的这个阶段,熔岩行星让我们难得一见。”

科学家们说,下一步将是测试这些预测是否正确。该小组现在从斯皮策太空望远镜获得了数据,这应该使他们对系外行星的白天和夜晚温度有一个初步的了解。随着詹姆斯·韦伯(James Webb)太空望远镜于2021年发射升空,他们还将能够验证大气层的行为是否符合预期。

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