全球已確認的系外行星超過5500顆,其中最常見的類型之一——亞海王星,正反復打臉我們自以為懂的行星科學。這類行星在太陽系里找不到樣本,大氣深不見底,內部構造全憑猜測。而最近一份模擬結果放大了問題的荒誕程度:它們的云層可能不是水冰或氨,而是汽化的巖石。
亞利桑那州立大學的天文學家路易斯·韋爾班克斯在一份聲明中說得直白:這項研究讓我們離回答“這些神秘世界到底由什么構成”又近了一步。回答的方式卻頗為粗暴——你得先接受一個前提,即這些行星的固態表面可能已經被烤成了巖漿。
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亞海王星的定位有些尷尬。質量比地球大,但比海王星小,內部推測是巖石核心包裹著極深厚的大氣。核心與大氣邊界上的壓力高到離譜,足以把多種礦物直接壓成蒸汽,再凝結為云。涉及的材料名單列出來像一份冶煉配方:氧化鋁、鐵、硅酸鎂、硫化錳、氯化鉀、硫化鈉、硫化鋅。
由亞利桑那州立大學的薩格尼克·穆克吉帶領的團隊,用計算機模擬推演了這些礦物云在大氣深層的行為。結論可以用一句話概括:它們成了史上最強的隔熱毯。星球內部外泄的熱量被死死鎖住,大氣與內部交界處的溫度因此被推高了約1400至2600攝氏度。穆克吉原話是“我們驚訝地發現”,這個幅度把團隊也震住了。
同時發生了另一個看似矛盾的現象——上層大氣反而變冷了。熱量上不去,全堆在靠近地表的位置,地表巖石首當其沖被加熱到熔點以上。團隊成員馬修·尼克松說,在部分模擬行星上,額外鎖住的熱量足以熔化整個表面,制造出全球性巖漿海洋。
已經被拖進這個巖漿池子里的候選者包括GJ 1214b。這顆行星圍繞著一顆48光年外的紅矮星運轉,一度被推測是海洋世界。但現在看來,它所擁有的如果是海洋,成分可能更接近煉鋼爐里的液態熔渣。詹姆斯·韋伯空間望遠鏡正在對多個亞海王星的大氣進行探測,試圖從其大氣組成反推行星的整體成分,但截至目前的結果仍無法給出明確結論。礦物云的隔熱效應會讓底層的真實面貌更難被窺見,也意味著過去基于大氣觀測推導出的內部模型,需要重新審視。
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