「超級地球」LHS 3844b一側存在大量火山爆發的原因或被找到

據外媒報道,截止到目前,研究人員還沒有發現太陽系外行星存在全球構造活動的證據。在伯爾尼大學和NCCR行星研究能力國家中心的領導下,科學家們現在發現行星LHS 3844b內部的物質從一個半球流向另一個半球,這可能是導致這顆星球一側大量火山爆發的原因。

「超級地球」LHS 3844b一側存在大量火山爆發的原因或被找到

在地球上,板塊構造不僅導致了山脈的上升和地震,它也是地球循環的重要組成部分,其將物質從地球內部帶到地表和大氣層然後再將其運輸回地殼之下。因此,構造運動對最終使地球適於居住的條件有着至關重要的影響。

截止到目前,研究人員還沒有發現太陽系外行星存在全球構造活動的證據。由來自瑞士伯爾尼大學太空與宜居性中心(CSH)的Tobias Meier領導的一支科研團隊通過跟蘇黎世聯邦理工學院、牛津大學和國家能力研究中心NCCR PlanetS的合作在一顆距離地球45光年的行星–LHS 3844b內發現了這種流動模式的證據。他們的研究結果發表在《The Astrophysical Journal Letters》上。

「觀察地殼活動的跡象是非常困難的,因為它們通常隱藏在大氣之下,」Meier指出。然而最近的結果表明LHS 3844b可能沒有大氣層。它比地球稍大,很可能也有類似的岩石,它圍繞恆星運行的距離如此之近以至於行星的一側永遠處於白天而另一側永遠處於黑夜樣。由於沒有大氣層保護它免受強烈輻射,所以它的表面變得酷熱無比:白天的一面可以達到800攝氏度;夜晚的一面則非常冰冷,那里的氣溫可能會低至零下250攝氏度。「我們認為這種強烈的溫度對比可能會影響這顆星球內部的物質流動,」Meier說道。

「超級地球」LHS 3844b一側存在大量火山爆發的原因或被找到

Tobias G. Meier

為了驗證他們的理論,研究小組使用不同強度的物質和內部熱源進行了計算機模擬。這些模擬包括了主星對地表施加的巨大溫度對比。

該項研究的論文合著者、來自伯爾尼大學和NCCR行星研究中心的Dan J. Bower則表示:「大多數模擬顯示,在這顆行星的一邊只有向上流動的現象,而在另一邊只存在向下流動。因此,物質從一個半球流向另一個半球。令人驚訝的是,方向並不總是相同的。根據我們對地球的習慣,你會認為在炎熱的白天那一面的物質會更輕,因此會向上流動,反之亦然。然而一些研究小組的模擬也顯示了相反的流動方向。這個最初跟直覺相反的結果是由於粘度隨溫度的變化:冷的材料更硬,因此不會彎曲、斷裂或減少到內部。然而溫暖的物質粘性較低–所以即使是固體岩石在加熱時也變得更容易移動–並且很容易流向行星內部。」不管怎樣,這些結果顯示了這顆行星表面和內部在如何交換物質這件事情上跟地球的截然不同。

「超級地球」LHS 3844b一側存在大量火山爆發的原因或被找到

Dan J. Bower

這樣的物質流動可能會產生奇怪的後果。Bower稱:「在地球上物質向上流動的任何一側,人們都可以預期在那一側會發生大量的火山活動。地球上類似的深層上涌流推動了夏威夷和冰島的火山活動。因此,人們可以想象一個有無數火山的半球–可以說是一個火山半球–而另一個半球幾乎沒有火山。」

「我們的模擬顯示了這種模式是如何顯現的,不過還需要更詳細的觀察來進行驗證。比如有了更高分辨率的地表溫度地圖就可以指出火山活動的氣體排放增強或探測到火山氣體。這是我們希望未來研究能夠幫助我們理解的問題,」Meier總結道。

來源:cnBeta