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天文新知

有些行星整顆都是岩漿,但貢獻亮度的或許是別的東西

銀河系中有無數顆系外行星,現在想像一顆極端環境的岩石世界,它比地球大十倍,並且將其放到離它的母恆星非常近的位置,它的運行軌道繞一圈只需10天或更少時間。這種行星的表面不僅僅是熱而已,它們的表面幾乎被燒成岩漿狀,覆蓋著溫度至少850K的熔岩海洋,恆星風也已剝離了它表面的大氣層。這或許已經足夠驚奇了,但這些行星由於其母恆星的反射光而變得異常明亮,這種反光亮暗的特性稱為反照率。
地獄行星▲一顆非常靠近母恆星的超級地球(藝術家想像圖,©ESA/Hubble, M. Kornmesser)
有些行星的反照率達到了50%(地球的反照率僅有30%),行星科學家一直想弄清楚是什麼原因造成了這樣的亮度。這些熔岩行星的表面按理推斷都燒成了一顆木碳球,非常暗,但事實卻相反,究竟是什麼讓它們如此明亮呢?雖然真相尚未釐清,但是科學家透過在實驗室中製造的熔岩及火山玻璃,並測量此兩種材料的反照率,已經排除了這兩者的可能性。

研究團隊選擇了長石、玄武岩,這兩種礦物在地球和太陽系的其它岩質行星上很常見,具有很高的代表性。研究員將長石融化,不幸地是,它冷卻得太快以致於無法測量其熔融狀態下的反照率,但由此產生的火山玻璃,研究團隊對其進行了詳細的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了玄武岩玻璃樣本,對其反照率進行了同樣詳細的測量,透過這些測量及計算一系列高溫超級地球大小的反照率,若由這些物質構成的表面,其行星反照率相當低,頂多只能到10%。

玄武玻璃▲黑色的部分為玄武玻璃,可以預期它們的反照率較低。
這就意味著團隊可以把注意力放在其它的可能性,例如:金星的超高反照率,並非來自它表面的岩石,而是來自於它超厚的大氣層,雖然熾熱的岩漿地球被認為不太可能有大氣層,但或許我們只是對它們的了解不夠。科學家認為這些反照率異常的碳球,其表面可能有複雜的結構或大氣系統是我們前所未見的,該項研究發表於《天文物理學期刊》上。(編譯/許晉翊)
資料來源:Science Alert

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