地球為什麼不是水世界?

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 18 日 8:30 | 分類 天文 follow us in feedly


我們都說地球是水行星,但是水僅占地球質量一小部分,宇宙有些行星的水可能達重量一半之多。那麼,是什麼原因導致某些行星系統充滿水,而其他的行星系統較乾燥?可能的答案是鋁-26。

天文學家 2 月 11 日於《Nature Astronomy》發表,認為鋁-26 是關鍵。這是一種放射性鋁,可加熱和乾燥大約 8~80 公里的微行星,微行星之後則會碰撞成行星。鋁-26 僅能對一定尺寸的微行星加熱,太小如鵝卵石,沒有足夠的鋁-26 加熱。若是行星等級,則可能以大氣層或其他方法保留水分。此外,所有恆星都會加熱並乾燥雪線內的微行星,但鋁-26 不一樣,無論微行星與母恆星距離多遠,它都能加熱適當尺寸的天體。

最好例子就是系外行星 TRAPPIST-1 系統。TRAPPIST-1 有 7 顆岩石行星圍繞昏暗的紅矮星,其中 3 顆處於適居帶區,天文學家認為溫度足以存在液態水。但令行星科學家驚訝是,行星質量僅百分之一是由水組成!由於母恆星是很冷的紅矮星,雪線非常接近恆星,應該有許多冰冷的物質可讓行星含很多水。TRAPPIST-1 還有另一個特異之處,離恆星越遠的行星,會行進更長軌道而接收到更多冰冷的物質,因此外圍行星含水比例應該較多,但 TRAPPIST-1 系統卻不是。論文作者認為,這應該是鋁-26 加熱效應造成的。

總而言之,科學家認為岩石行星可分為兩大類, 鋁-26 貧瘠的恆星系統形成海洋行星,而像太陽系一樣富含鋁-26,則形成水資源較少的世界。由於水密度低於岩石,同樣質量的行星,富含水的行星直徑比缺水行星大。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:密西根大學