火山可能会照亮这颗“超级地球”系外行星的夜空

超地球EXOPLANET LHS 3844B

该艺术家的插图代表了超地球外出LHS 3844B的可能内部动态。地球的室内特性和强大的恒星照射可能导致半球形制度。信贷:©Universität伯尔尼/伯尔尼大学,插图:Thibaut Roger

到目前为止,研究人员还没有发现太阳系外行星存在全球构造活动的证据。在领导下伯尔尼大学和国家能力研究中心NCCR行星,科学家们现在发现行星LHS 3844b内部的物质从一个半球流向另一个半球,可能是导致行星一侧大量火山爆发的原因。

在地球上,板块构造不仅导致了山脉的上升和地震。它也是地球循环的重要组成部分,将物质从地球内部带到地表和大气层,然后再将其运输回地壳之下。因此,构造运动对最终使地球适于居住的条件有至关重要的影响。

到目前为止,研究人员还没有发现太阳系外行星存在全球构造活动的证据。由伯尔尼大学空间和可居住性中心(CSH)的Tobias Meier领导的研究团队,以及苏黎世联邦理工学院的参与牛津大学国家能力研究中心NCCR行星现在发现了一颗距离地球45光年的行星内部流动模式的证据:LHS 3844b。他们的研究结果发表在天体物理学杂志通讯

强烈的对比,没有气氛

“观察构造活动的迹象非常困难,因为它们通常隐藏在大气下方,”梅尔解释道。然而,最近的结果表明,LHS 3844B可能没有气氛。略大于地球,可能与岩石相似,它围绕着它的明星,如此紧密地围绕着地球的一侧是永久夜晚的持续日光,就像月亮的同一侧一样,始终面对地球。没有大气从强烈的辐射屏蔽它,表面溅出:它可以在杜光渣中达到高达800°C。另一方面,夜间冻结。温度可能低于250°C。“我们认为这种严重的温度对比可能会影响地球内部的材料流动,”Meier召回。

托拜厄斯·g·迈耶

Tobias G. Meier,空间和居民中心(CSH)和NCCR行星,伯尔尼大学。信贷:©Universität伯尔尼/伯尔尼大学照片:Felix Meier

为了验证他们的理论,研究小组用不同强度的物质和内部热源进行了计算机模拟,比如来自地球核心的热量和放射性元素的衰变。这些模拟包括了主星对地表施加的巨大温度对比。

从一个半球流向另一个半球

丹·j·鲍尔

丹·j·鲍尔博士,伯尔尼大学空间与宜居性中心(CSH)和NCCR行星研究中心。资料来源:©Universität伯尔尼/伯尔尼大学,照片来源:D. Bower

“大多数模拟表明,行星的一侧只有向上流动,另一侧流动。因此,材料从一个半球流到另一个,“梅尔报告。令人惊讶的是,方向并不总是相同的。“基于我们习惯于来自地球的基础,您将期待热天线的材料更轻,因此向上流动,反之亦然,”伯尔尼大学和NCCR行星在NCCR行星中的共同作者丹布尔解释说。然而,一些团队的模拟也表现出相反的流动方向。“这最初反向直观的结果是由于温度粘度的变化:冷材料是更硬的,因此不想弯曲,破裂或凸管进入内部。然而,温暖的材料是较小的粘性 - 即使在加热时甚至固体岩石也变得更加流动 - 并且可以朝着行星内部流动,“Bower详细说明。无论哪种方式,这些结果都显示了行星表面和内部如何在与地球上的条件下交换材料。

火山半球

这种材料流可能具有奇异的后果。“在地球的哪个方面,材料向上流动,人们会期望大量的火山,”Bower指出。他在夏威夷和冰岛继续“地球驱动火山活动的”类似的深层上升流“。”因此,可以想象一个与无数火山的半球 - 火山半球所以说话 - 而且几乎没有。

“我们的模拟展示了这种模式如何表明,但需要更详细的观察来验证。例如,具有较高分辨率的表面温度映射,可以指向从火山中增强的分散,或检测火山气体。这是我们希望未来的研究将有助于我们理解的东西,“Meier总结道。

参考:《LHS 3844b上的半球构造》,作者:Tobias G. Meier, Dan J. Bower, Tim Lichtenberg, Paul J. Tackley和Brice-Olivier Demory, 2021年2月24日,2021年,天体物理学杂志通讯
2041 - 8213 . DOI: 10.3847 / / abe400

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