根據(jù)圣路易斯華盛頓大學(xué)的一項(xiàng)研究,一顆奇怪的“蛋殼行星”是各種可能的系外行星之一。這些巖石世界有一個超薄的外脆層,幾乎不可能形成地形,而且自然不可能有板塊構(gòu)造,這引發(fā)了人們對其宜居性的質(zhì)疑。
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只有一小部分太陽系外行星可能是蛋殼行星。行星地質(zhì)學(xué)家Paul Byrne 是期刊《地球物理研究》 上一項(xiàng)新模型研究的第一作者。他說,在之前的天文調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的至少三個這樣的世界可能已經(jīng)為人所知??茖W(xué)家可以使用計(jì)劃中和未來的太空望遠(yuǎn)鏡更詳細(xì)地檢查這些系外行星并確認(rèn)它們的地質(zhì)特征。
“了解是否具有板塊構(gòu)造的潛力對于了解一個世界來說是一件非常重要的事情,因?yàn)榘鍓K構(gòu)造可能是大型巖石行星適宜居住的必要條件。因此,當(dāng)我們談?wù)撛谥車鷮ふ翌惖厥澜鐣r,這一點(diǎn)尤為重要?!逼渌阈?,當(dāng)我們一般性地描述行星的宜居性時,我們在這里提供的基本上是一個操作指南,或者方便的手冊,如果你有一顆具有一定大小、距恒星一定距離的行星。一定的質(zhì)量,然后利用我們的結(jié)果,你可以對各種其他特征做出一些估計(jì)——包括它是否可能具有板塊構(gòu)造。
思考系外行星的新存在方式
到目前為止,系外行星主要是天文學(xué)家的領(lǐng)域,因?yàn)樘湛茖W(xué)家依靠天文技術(shù)和儀器來探測系外行星。超過4,000 顆系外行星已被發(fā)現(xiàn)并被標(biāo)記為“已確認(rèn)”。伯恩的研究為其他科學(xué)家提供了新的、具體的方法來識別蛋殼行星,以及其他類型的系外行星,這些行星可能因其大小、年齡和距主恒星距離的特殊組合而令人感興趣。
“我們對一些系外行星進(jìn)行了成像,但它們只是一些圍繞恒星運(yùn)行的光斑。我們還不具備真正觀察系外行星表面的技術(shù)能力,”伯恩說。 “這篇論文是少數(shù)但數(shù)量不斷增加的研究之一,這些研究從地質(zhì)或地球物理的角度出發(fā),試圖了解世界上我們現(xiàn)在無法直接測量的部分地區(qū)。 '
行星具有行星本身固有的某些特性,例如它們的大小、內(nèi)部溫度和它們的材料。其他屬性更多地取決于行星的環(huán)境,例如它距太陽的距離。人類最了解的行星是太陽系中的行星,但這些事實(shí)并不一定適用于繞其他恒星運(yùn)行的行星。
伯恩說:“我們從已發(fā)表的作品中得知,有些系外行星所經(jīng)歷的條件比我們在太陽系中看到的更為極端?!?“它們可能離恒星更近,或者可能比我們在自己的系統(tǒng)中看到的行星大得多,或者具有更熱的表面。 '
伯恩和他的合作者希望了解哪些行星和恒星參數(shù)在確定行星外脆性層(稱為巖石圈)的厚度方面發(fā)揮著最重要的作用。
例如,這種厚度有助于確定一顆行星是否可以支撐高大的地形,例如山脈,或者在剛性和靈活性之間具有適當(dāng)?shù)钠胶?,從而允許表面的一部分向下潛入或潛入另一部分之下。 ——這是板塊構(gòu)造的一個特點(diǎn)。正是這個過程幫助地球在地質(zhì)時間尺度上調(diào)節(jié)其溫度,這也是板塊構(gòu)造被認(rèn)為是行星宜居性的重要組成部分的原因。
在建模工作中,科學(xué)家們選擇了一個普通的巖石世界作為起點(diǎn)。 “然后我們轉(zhuǎn)動旋鈕,逐字逐句地瀏覽了數(shù)千個模型。 '
他們發(fā)現(xiàn),表面溫度是控制脆性系外行星巖石圈厚度的主要因素,盡管行星的質(zhì)量、距恒星的距離甚至年齡也發(fā)揮了作用。新模型預(yù)測,小型、古老或遙遠(yuǎn)的世界可能有厚而堅(jiān)硬的層,但在某些情況下,行星可能有一個只有幾公里厚的外脆層——這些所謂的蛋。貝殼星球。
伯恩指出,雖然我們距離直接成像這些蛋殼行星的表面還有一段距離,但它們可能類似于金星上的低地。這些低地有大片的熔巖,但較高的地形很少有熔巖,因?yàn)槟抢锏膸r石圈很薄,這是地表灼熱的結(jié)果。