天文学家发现极端系外行星炽热的红色星球火山活动剧烈
一位天体物理学家发现了一颗火红色的系外行星,该行星受类似于木星卫星木卫一的潮汐力影响,火山活动十分活跃。加州大学河滨分校的天体物理学家斯蒂芬-凯恩(Stephen Kane)不得不仔细检查他的计算结果,因为他不确定自己研究的这颗行星会不会像看上去那样极端。
系外行星火山图。图片来源:NASA、ESA、CSA、Dani Player
凯恩没想到,在这个遥远的恒星系统中,有一颗行星上布满了许多活火山,从远处看去,会呈现出火红的色调。他说:"这是一个发现的时刻,你会想,'哇,这真的存在,太神奇了'。"
详细介绍这一发现的论文已发表在《天文杂志》上。
美国国家航空航天局的凌日系外行星巡天卫星(TESS)于2018年发射升空,它搜寻太阳系外的系外行星,这些行星环绕着天空中最亮的恒星运行,其中包括那些可能孕育生命的行星。
凯恩正在研究一个名为HD 104067的恒星系统,它距离我们的太阳大约66光年,人们已经知道它蕴藏着一颗巨大的行星。TESS 刚刚在该星系中发现了一颗新的岩石行星的信号。在收集有关这颗行星的数据时,他意外地发现了另一颗行星,从而使该星系中已知的行星总数达到了三颗。
TESS 发现的这颗新行星是一颗像地球一样的岩石行星,但比地球大 30%。然而,与地球不同的是,它与木卫一有更多的共同之处,木卫一是木星最内侧的岩石卫星,也是太阳系中火山最活跃的天体。
凯恩说:"这是一颗陆地行星,我把它形容为打了类固醇的木卫二。它被迫处于火山不断爆发的状态。在光学波长下,你可以看到一颗发光、发红、表面有熔岩的行星。"
这颗名为TOI-6713.01的新行星的表面温度为2600开尔文,比某些恒星的温度还要高。
了解潮汐能及其影响
木卫二和这颗行星上的火山活动都是引力造成的。木卫一距离木星非常近。木星的其他卫星迫使木卫一进入围绕木星的椭圆或"偏心"轨道,而木星本身具有非常强大的引力。
凯恩说:"如果没有其他卫星,木卫一将在环绕木星的圆形轨道上运行,它的表面将是安静的。相反,木星的引力对木卫一的挤压非常大,以至于它不断出现火山喷发。"
同样,HD 104067星系中有两颗行星比这颗新行星离恒星更远。这些外行星也迫使内部的岩石行星进入围绕恒星的偏心轨道,使其在运行和旋转时受到挤压。
凯恩将这种情况比作球拍类运动,橡胶小球在不断被球拍击打的过程中会反弹得更多,温度更高。这种效应被称为潮汐能,是指一个物体对另一个物体的引力效应。在地球上,潮汐主要是月球引力拖动海洋的结果。
下一步,凯恩和他的同事们想测量这颗火焰星球的质量,了解它的密度。这将告诉他们有多少物质可以从火山中喷出。
行星的潮汐效应历来不是系外行星研究的重点。也许这一发现会改变这一现状。这让我们了解到一个陆地行星能被注入多少能量的极端情况,以及由此产生的后果。虽然我们知道恒星会增加行星的热量,但这里的绝大部分能量是潮汐能,这一点不容忽视。
编译来源:ScitechDaily