有些行星整顆都是岩漿,但貢獻亮度的或許是其他東西

作者 | 發布日期 2020 年 08 月 23 日 0:00 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


銀河系有無數顆系外行星,現在想像一顆極端環境的岩石世界,比地球大 10 倍,並離母恆星非常近,運行軌道繞一圈只需 10 天或更少。這種行星的表面不僅是熱,表面幾乎被燒成岩漿狀,覆蓋著溫度至少 850K 的熔岩海洋,恆星風也剝除表面大氣層。這或許已夠驚奇,但這些行星由於母恆星的反射光而異常明亮,這種反光亮暗的特性稱為「反照率」。

有些行星的反照率達 50%(地球的反照率僅 30%),行星科學家一直想弄清楚是什麼原因造成這種亮度。這些熔岩行星的表面按理推斷都燒成木碳,非常暗,但事實卻相反,究竟是什麼讓它們如此明亮?雖然真相尚未釐清,但科學家透過在實驗室製造出熔岩及火山玻璃,並測量兩種材料的反照率,排除了這兩者的可能性。

研究團隊選擇長石和玄武岩,這兩種礦物在地球和太陽系其他岩質行星很常見,有很高的代表性。研究員將長石融化,不幸地是,冷卻太快以致無法測量熔融狀態下的反照率,但產生的火山玻璃,研究團隊就有詳細觀察多角度照射及光反射特性。至於玄武岩,研究團隊從雪城大學取得玄武岩玻璃樣本,同樣詳細測量反照率,透過測量及計算一系列高溫超級地球大小的反照率,發現若由這些物質構成表面,行星反照率相當低,頂多只到 10%。

▲ 黑色的部分為玄武玻璃,可預期反照率較低。

這意味著團隊可把注意力轉到其他可能性,如金星的超高反照率,並非來自表面岩石,而是超厚的大氣層。雖然熾熱的岩漿地球被認為不太可能有大氣層,或許只是我們對它們的了解不夠。科學家認為這些反照率異常的碳球,表面可能有複雜的結構或大氣系統,是我們前所未見。研究發表於《天文物理學期刊》。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖為非常靠近母恆星的超級地球想像圖,來源:Hubble Space Telescope