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岩石,地球大小的外延缺少气氛[视频]

2021-09-05 14:50:19来源:

艺术家的渲染LHS 3844B的表面,这是一个没有大气的行星。图像:NASA / JPL-CALTECH / R。伤害(IPAC)

研究报告关于搜索一个星球周围的气氛,这有点类似于我们的气氛。

麻省理工学院,哈佛大学和其他地方的天文学家已经搜索了一个岩石,地球大小的外延,用于气氛的迹象 - 发现没有。

在行星上之前检测到大气的大气,包括几个热刺刀和亚Neptunes,所有这些都主要由冰和天然气制成。但这是第一次科学家能够钉在太阳系外面的地面大小的地球上都有氛围。

有问题的星球LHS 3844B于2018年发现,美国宇航局的过境外产调查卫星,苔丝,被测量比地球大约1.3倍。这个星球在短短11小时内围绕着它的明星,使其成为已知最快的轨道外鼻产肌之一。恒星本身是一个小的,很酷的m-dwarf,距离地球只有49岁。

在今天发表的论文本质上,团队报告说,LHS 3844B可能既没有厚厚的金星,也不是薄的地球状气氛。相反,这个星球可能更类似于汞 - 一种起泡,裸岩。如果一个氛围存在,研究人员认为,明星的辐射可能在地球的形成早期爆发。

“我们基本上发现了一个没有气体的热门星球,”麻省理工学院的地球部门,大气和行星科学部门的博士兼邮政编划德尼尔·克尔说。“这是我们第一次详细了解这些M-Dwarfs周围的星球的气氛,这是最常见的星星,使LHS 3844B成为银河系中最常见的岩石行星类型。”

任何形式的生活都可以设法抓住这样一个贫瘠的荒地?Koll和他的同事说这极不可能,因为缺乏气氛会立即煮掉地球表面上的任何生物。但这并不意味着其他陆地外产儿同样没有掩护。

“我们从未想过这种特殊的星球将是终身热情好客的,”哈佛大学中心的研究员Laura Kreidberg表示,哈佛大学中心的研究员说。“这更像是这个整个星球周围的整个行星围绕较小的恒星是否具有大气的问题。我们的技术是评估是否存在氛围的强大方法。“

来自麻省理工学院的Kreidberg和Koll的共同作者包括Jason Dittmann,Ian Crossfield,David Berardo,Xuege ricker,Sara Seager和Roland Vanderspek,以及来自奥斯汀大学的哈佛大学的同事,喷射推进实验室,布莱克,斯坦福大学,马里兰大学和范德比尔特大学。

这一动画描绘了外延,一个没有明显氛围的行星。根据美国国家航空航天局的Spitzer Space Telescope的观察,它的表面可以在深色火山岩中覆盖。

Planet LHS 3844B位于地球上的48.6光年,并在11小时内围绕其父母明星进行全面革命。它是地球群众的1.3倍,奥巴斯·矮星星,并于2018年被美国国家航空航天局的过境外表卫星调查(苔丝)发现。

面孔暴露

2018年,LHS 3844B是第一次通过苔丝证实的郊区世界之一,这是一个麻省理工学院发达的卫星,可以监测数千个最近,最亮的星星,用于过度的星际垂直,这些星星灯在星光上发出星际轨道上的星球,暂时阻挡它的光线。

Kreidberg和她的团队将LHS 3844B标记为理想的实验室,因为它的明星是明亮和附近的,因此科学家可以详细研究这个星球的来源。由于LHS 3844B非常靠近其明星,因此非常热,Kreidberg和Koll推出,它应该放弃足够的热量来揭示线索,以及它是否举办气氛。

说明随时间(白线)测量的亮度的动画片,对应于锁定行星绕其父颗星。随着行星的潮湿旋转到视图中,亮度增加。图像:Laura Kreidberg.

LHS 3844B是一个锁定的星球,这意味着它有一个永久的一天和夜晚到它的明星,就像月亮总是向地球表现出同样的面孔一样。如果存在气氛,它会在整个行星周围循环热量,并且一天和夜间侧面发出的热量将大致相同。在没有气氛的情况下,白天的一侧比夜间更热。

随着行星轨道,观察者可以看到该行星的各个面孔。由于它从其明星后面出来,地球的一天侧是暴露的。然后,随着它的圈子在星球面前,行星旋转以展示其夜间,然后重新开始,在再次过恒星之前露出一天。

研究人员PD,如果它们在轨道期间可以测量行星各个面的各个面的热量,它们可以确定日间和夜间的温差,最终是行星是否具有气氛。

为了测试这个想法,团队使用了NASA的Spitzer Space Telescope,这是一种测量红外辐射或热量的仪器,并将望远镜指向LHS 3844B的100小时,总共捕获了大约10个行星的轨道。它们在每个轨道中测量了行星各个面的各个面的热量。

“这对行星较近的行星更加靠近木星,但这是第一次在矮星围绕陆地行星进行这种测量,”Koll说。

“某个地方”

从他们的测量来看,研究人员计算说,天晶是1,000个开塞尔蛋白,或约1,340华氏度,而夜间骤降到0 k,或-460 f。剧烈的温度差异表明该行星没有一个厚,金星般的气氛,将在整个行星周围均匀地分配热量。

该团队模拟了涉及不同组成的较薄环境的各种场景,但他们发现没有产生与其观察相匹配的热分布,表明该行星也不会举办薄的地球状气氛。

有一种情况,其中一个非常薄的气氛,类似于火星,可以产生地球的剧烈热差。然而,该团队发现这种薄薄的气氛不太可能保持稳定,因为星星的辐射会迅速爆破在地球周围的任何痕量气体。

研究人员已经得出结论,LHS 3844B基本上是一种超级热的裸露的岩石。但是它可以是什么类型的岩石?在最后一步中,团队通过测量地球表面的反射率来看看其组合。正如我们所知,不同的矿物质反射光线到各种程度 - 玄武岩,这是黑色的扎实的熔岩,反射很小的光线,而含有花岗岩的较轻的岩石,含有矿物质如石英,具有更高的反射率。该团队测量了星星亮度与地球的比率,以计算行星的反射率。

“我们可以看到一种花岗岩表面被我们的数据排除,而像夏威夷的熔岩场一样,或月球母马等熔岩场,或者像汞的表面一样,与我们的观察结果一致,”Kreidberg说。

虽然该集团的结论是缺乏任何氛围 - 因此,生活 - 在LHS 3844B上,他们说这可能并非如此类似的陆地外产上的情况讨论酷M-Dwarfs。他们希望将它们的技术应用于其他岩石的外延网,包括从他们的星星中进一步出来的那些,并且有更好的机会保留氛围。

“大气有助于保护寿命和屏蔽紫外线辐射,”Kreidberg说。“我会很高兴发现一个星球上的气氛,即使它有点太热或太冷,因为这会告诉我们,是的,一些陆地外产儿可以有大气,并且可能在那里的地方,有一个这是正确的温度,已经能够保持液态水。“

欲了解更多信息,读NASA的Spitzer Space Telescope难以看看岩石外​​延的表面。