新发现富含蓝宝石和红宝石系外行星!

金融家 2019-04-25

苏黎世大学和剑桥大学的研究人员发现了太阳系外一种奇特行星。这些所谓的超级地球是在靠近母恒星的高温下形的,含有大量的钙、铝及其氧化物,包括蓝宝石和红宝石。仙后座距离地球21光年,有一颗行星绕其恒星公转,公转周期只有三天。它的名字叫HD219134 b,是一个所谓的“超级地球”,质量几乎是地球的五倍。然而,与地球不同的是,它很可能没有一个巨大的铁芯,但富含钙和铝。苏黎世大学计算科学研究所(Institute for Computational Science of the University of Zurich)的天体物理学家卡罗琳•多恩(Caroline Dorn)表示:也许它会像红宝石和蓝宝石那样闪着红到蓝的光芒,因为这些宝石是氧化铝,在这颗系外行星上很常见。

新发现富含蓝宝石和红宝石系外行星!

博科园-科学科普:HD219134 b是可能属于一种新的外来类系外行星的三个候选行星之一,正如来自苏黎世大学和剑桥大学的卡罗琳·多恩和她的同事们在英国《MNRAS》上报道的那样。研究人员使用理论模型研究行星的形成,并将其结果与观测数据进行比较。众所周知,在恒星形成的过程中,如太阳等恒星被行星诞生的气体和尘埃盘所包围。像地球这样的岩石行星是由原行星气盘分散时剩余固体形成。当圆盘冷却时,这些构造块从星云气体中冷凝出来。通常这些构造块是在铁、镁、硅等岩石形成元素凝聚的区域形成。由此产生的行星具有类似地球的铁核组成,目前已知的大多数超级地球都是在这些地区形成。

超级地球的组成比预期更加多样化

但也有一些靠近恒星的区域温度更高,这位天体物理学家表示:在那里,许多元素仍处于气相,而行星的组成部分完全不同。通过他们的模型,研究小组计算出在如此炎热的地区形成的行星应该是什么样:除了镁和硅,钙和铝是主要成分,几乎没有铁。这就是为什么这样的行星,例如,不能有像地球那样的磁场。由于内部结构如此不同,它们的冷却行为和大气层也会与普通超级地球有所不同。因此研究小组提出了一种由高温冷凝物形成的新型、奇异超级地球。令人兴奋的是,这些天体与大多数类地行星完全不同,如果它们确实存在的话。

新发现富含蓝宝石和红宝石系外行星!

55 Cnc e是其中一种奇异超级地球候选者,富含蓝宝石和红宝石,可能在蓝色和红色中闪烁。图片:Thibaut Roger

正如天体物理学家在论文中解释的那样,这种可能性很大。在我们的计算中,发现这些行星的密度比地球低10%到20%。研究小组还分析了其他密度同样较低的系外行星,观察了不同的场景来解释观测到的密度,例如较厚的大气层可能导致较低总体密度。但其中两颗被研究的系外行星,55颗Cancri e和WASP-47 e,绕恒星的轨道如此之近,以至于它们的表面温度接近3000度,而且它们很早就失去了这层气体包络层。在HD219134 b上,天气不太热,情况更复杂,乍一看,较低的密度也可以用深海来解释。但在稍远一点的地方,另一颗行星围绕这颗恒星运行,使这种情况不太可能发生。

新发现富含蓝宝石和红宝石系外行星!

对这两个物体的比较表明,内行星不能比外行星含有更多的水或气体,目前还不清楚岩浆海洋是否有助于降低密度。所以发现了三颗候选行星,它们属于具有这种奇特成分的新超级地球。研究人员还纠正了之前超级地球55 Cancri e的图片,这张图片曾在2012年成为头条新闻,被称为“天空中的钻石”。研究人员先前假设地球上大部分是由碳构成,但在随后的观测基础上不得不放弃这一理论,正在把这颗被认为是钻石行星的行星变成一颗蓝宝石行星。

博科园-科学科普|研究/来自:苏黎世大学

参考期刊文献:《皇家天文学会月报》

论文DOI: 10.1093/mnras/sty3435

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