一項新天體地質(zhì)學(xué)研究表明，大多數(shù)附近的巖質(zhì)系外行星跟我們太陽系中的任何東西都很不同。 美國國家科學(xué)基金會NOIR實驗室的一名天文學(xué)家跟加州州立大學(xué)弗雷斯諾分校的一名地質(zhì)學(xué)家合作，他們首次對圍繞附近恒星運行的行星上存在的巖石類型進(jìn)行了研究。

兩位科研人員在研究了 “被污染的”白矮星的化學(xué)成分后得出結(jié)論，圍繞附近恒星運行的大多數(shù)巖石行星比以前認(rèn)為的更加多樣和奇特，其巖石類型在我們太陽系中并沒有發(fā)現(xiàn)過。

天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆圍繞我們銀河系中的恒星運行的行星--被稱為系外行星。然而我們很難知道這些行星到底是由什么構(gòu)成的，或是否有行星與地球相似。為了嘗試找出答案，美國國家科學(xué)基金會NOIR實驗室的天文學(xué)家Siyi Xu與加州州立大學(xué)弗雷斯諾分校的地質(zhì)學(xué)家Keith Putirka合作研究了被稱為污染的白矮星的大氣。這些是像太陽這樣曾經(jīng)正常的恒星的致密、塌陷的核心，其中含有來自行星、小行星或其他巖石體的外來物質(zhì)，這些物質(zhì)曾經(jīng)圍繞恒星運行但最終落入白矮星并“污染了”那里的大氣層。通過尋找白矮星大氣層中不會自然存在的元素(除氫和氦以外的任何元素)，科學(xué)家們可以弄清楚落入恒星的巖石行星物體是由什么構(gòu)成的。

Putirka和Xu研究了23顆被污染的白矮星，這些白矮星都在離太陽約650光年的范圍內(nèi)，其中的鈣、硅、鎂和鐵已經(jīng)用夏威夷的W.M. Keck天文臺、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和其他天文臺進(jìn)行了精確測量。然后，科學(xué)家們使用這些元素的測量豐度來重建由它們形成的礦物和巖石。他們發(fā)現(xiàn)，這些白矮星的成分范圍比我們太陽系中的任何內(nèi)行星都要廣泛得多，這表明它們的行星有更多的巖石類型。事實上，其中一些成分是如此不尋常，以至于Putirka和Xu不得不創(chuàng)造新的名稱以對這些行星上一定存在的新的巖石類型進(jìn)行分類。

Xu說道：“雖然一些曾經(jīng)繞著受污染的白矮星運行的系外行星看起來跟地球相似，但大多數(shù)的巖石類型對我們的太陽系來說是外來的。它們在太陽系中沒有直接的對應(yīng)物。”

Putirka描述了這些新巖石類型對它們所屬的巖石世界可能意味著什么。“我們從白矮星數(shù)據(jù)中看到的一些巖石類型會比地球上的巖石溶解更多的水，可能會影響海洋的發(fā)展方式，”他解釋道，“一些巖石類型可能在更低的溫度下熔化并產(chǎn)生比地球巖石更厚的地殼，一些巖石類型可能更弱，這可能促進(jìn)板塊構(gòu)造的發(fā)展。”

早期對污染白矮星的研究發(fā)現(xiàn)了來自巖石體的元素，其中包括鈣、鋁和鋰。然而，Putirka和Xu指出，這些是次要元素(通常占地球巖石的一小部分)，他們需要測量主要元素(占地球巖石的一大部分)--尤其是硅--才能真正知道這些行星上會存在什么樣的巖石類型。

此外，Putirka和Xu表示，在白矮星大氣中測量到的高水平的鎂和低水平的硅表明，檢測到的巖石碎片可能來自行星的內(nèi)部--來自地幔，而非其地殼。以前對污染白矮星的一些研究報告稱，在曾經(jīng)圍繞這些恒星運行的巖石行星上存在大陸地殼的跡象，但Putirka和Xu沒有發(fā)現(xiàn)地殼巖石的證據(jù)。不過觀察結(jié)果并沒有完全排除這些行星有大陸地殼或其他地殼類型。“我們認(rèn)為，如果地殼巖石存在，我們無法看到它，可能是因為它出現(xiàn)的部分跟其他行星組成部分的質(zhì)量相比太小，比如核心和地幔，無法測量，”Putirka說道。

此外，Xu表示，一個天文學(xué)家和一個地質(zhì)學(xué)家的配對是揭開隱藏在污染的白矮星大氣中的秘密的關(guān)鍵，“我在一個會議上遇到了Keith Putirka，并為他能幫助我理解我正在觀測的系統(tǒng)而感到興奮。他教我地質(zhì)學(xué)，我教他天文學(xué)，我們想出了如何理解這些神秘的系外行星系統(tǒng)。”

關(guān)鍵詞： 研究 系外行星 巖石類型 恒星