類似地球的行星,也會有與地球類似的內部結構

作者 | 發布日期 2016 年 02 月 21 日 0:00 | 分類 天文 , 科技教育 follow us in feedly

現行公認的地球內部結構基本上分為薄薄的地殼、厚厚的地函和佔據地球一半大小的地核,但這樣的內部結構很常見嗎?那些繞其他恆星公轉的岩質系外行星也同樣有地殼、地函和地核嗎?哈佛史密松恩天文物理中心( Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics,CfA)曾理(Li Zeng)等人最新研究結果的答案為:是的,岩質系外行星的內部結構應與地球非常類似。



曾理等人應用一套名為 Preliminary Reference Earth Model(PREM)的地球內部結構電腦模型,賦予不同的質量與組成成分,將其應用在 6 顆已知質量和體積的岩質系外行星上。結果發現這些岩質系外行星雖然並不與地球完全相同,但都會有鐵鎳成分為主的核心,且核心質量佔了行星總質量的 30% 左右;與此類似,地球的質量也約有三分之一是集中在地核裡。而每顆行星其餘的質量則分布在地函和地殼中,正如地球一般。

曾理表示,科學家在過去數百年前才開始漸漸了解地球內部結構。現在,即使我們無法親自探訪,但科學家已能估算繞其他恆星公轉的系外行星的結構,這也算是科學史的一大躍進。

這套模型也可以應用在比較小的冰質天體上,如太陽系外圍的冰質衛星或矮行星等。舉例來說,輸入冥王星的質量和大小後,曾理等人發現冥王星約有三分之一是冰,其中絕大部分是水冰,另有少量為氨冰和甲烷冰。

這套模型是在那些遙遠系外行星的化學組成與地球類似的假設進行演算。從天文學家測得的鄰近其他行星系統中的鐵、矽和氧等關鍵化學元素的相對豐度來看,這項假設其實很合理。然而,行星形成的區域不見得相同,銀河系中各處的金屬豐度不一,不見得都和太陽系鄰近區域相同,所以行星形成後的內部結構也可能會不一樣。曾理等人計劃未來朝這方向繼續研究,希望能找到答案。

(本文由 台北天文館 授權轉載) 

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