在宇宙中,天文学家发现了许多奇形怪状的系外行星。但在看到这颗星球之后,他们还是震惊了。

地表的熔岩流入海洋,风速达到5倍音速,岩石蒸发成气体,变成独特的大气层……在这恐怖的地狱星球上,似乎一切皆有可能。

这颗行星被命名为K2-141b,是科学家在2017年通过凌日法发现的,距离我们大约200光年。最值得注意的是K2-141b与其主星之间的距离。研究表明,的轨道半长轴仅为日地距离的0.716%,约为107万公里。正因为距离近,它的公转周期短得惊人,只有6.7小时左右。

虽然它的宿主星K2-141是一颗橙矮星,属于比太阳更小、温度更低的一类恒星,但在这个距离上,它仍然被宿主星炙热。并且因为距离太近,K2-141b已经被潮汐锁定,只有一侧可以面对主星,这使得这一侧的温度特别高,而且一直偏高。

天文学家研究表明,K2-141b约2/3的表面始终处于宿主恒星的光照下,甚至可以使其表面温度高达1766°C,高于熔点铁。甚至有观测表明其表面温度可超过2700摄氏度!在这样的超高温环境下,地表的岩石可能会融化,形成源源不断流动的熔岩海洋,有些岩石甚至会蒸发成气体,形成宇宙中最诡异的岩石大气层

加拿大麦吉尔大学行星科学家NicolasCowan参与了对这颗行星的研究。他说:“包括地球在内的所有岩石行星,一开始都处于熔融状态,但很快就冷却凝固了,而这颗熔岩行星向我们展示了现阶段罕见的行星。”他还是《英国皇家天文学会月刊》11月3日刊上发表的论文的合著者。

为了了解45亿年前的地球,扩大我们对极端行星的认识,天文学家将K2-141b作为重点观测对象。为此,他们利用美国宇航局开普勒太空望远镜的K2任务和斯皮策太空望远镜采集的数据,对其进行分析研究。

天文学家通过视向速度法观测,天文学家确定K2-141b的直径约为地球的1.5倍,质量是地球的5.08倍。计算得出与地球的密度大致相同,这意味着它可能具有与地球相似的结构,但铁芯稍大。因此研究人员在建模时将其地壳简化为纯硅岩。

(图片说明:K2-141b及其大气层的假想图)

接下来,他们考虑了行星表面的可能状态。他们的分析考虑了很多因素,力求做到周到细致。比如刚才提到的,它有2/3的表面积常年处于阳光下,这也是他们分析得出的结论之一。在这样的情况下,永不落山的太阳继续炙烤着星球的表面,融化着岩石。据推测,这些岩石融化形成的海洋深度甚至可达数千米!

随后,研究人员根据三颗岩石行星上常见的假想成分进行了模拟,试图了解K2-141b的大气状况。结果证明,不管是什么构图,都支持K2-141b有自己的氛围。虽然这气息不是很浓,但是这里发生的事情却足以让我们哭笑不得。

最震撼的是,这样的气氛,非常的恐怖。的风速甚至可以达到每秒1.75公里,是地球音速的五倍多

研究人员继续研究发现,在大气层的边缘,温度会比较低,以至于达不到岩石的沸点。然后气态岩石冷却下来并凝结成岩石“水滴”,落在岩石雨中。这里有两种情况——

  1. 如果它的大气成分主要是二氧化硅和一氧化硅,那么它们的液体会落回星球表面的海洋;

  2. 如果大气层的主要成分是钠的话,那么这颗星球的行为就更加奇怪了。固态的钠会像地球上的冰川一样漂浮在熔岩海洋中,一点点融入海洋。

当然,我们想象了这么多,用电脑模拟了不同的情况,但我们不能断定这就是真实的情况。天文学家仍然希望以此来检验计算机模拟和当前理论分析的能力。未来会有更多的研究与目前的推测进行对比,来验证我们现在使用的方法是否可靠。

按照计划,NASA将于明年发射万众期待的詹姆斯·韦伯太空望远镜。其强大的观测能力足以让我们更深入地了解K2-141b及其大气层。而且,在这台望远镜发射之前,天文学家对K2-141b仍有很多工作要做。

研究团队表示:他们从斯皮策太空望远镜获得了大量数据,可以帮助他们确定地球昼夜两面的温度,这对他们判断他们的模拟是否成功非常重要结果与实际情况相符。学位很重要。K2-141b是“观测大气层的绝佳目标”,他们不会停止研究,希望能更多地了解极端行星的气候和地球可能出现过的环境。