现在我们知道要寻找什么了 。
简介:大气对于行星表面温度的调节的重要性不言而喻 。 研究发现 , 很多行星大气都是水蒸气的状态并且能够持续很多年 。
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VFX(视觉特效)机舱/布里斯托尔科学中心/埃克塞特大学
要不是有地球大气层 , 我们就不会出现在这里 。 大气层使我们免受宇宙射线致命的伤害 , 还调节了气候 , 这恰恰似乎是太阳系外大多数地球大小的候选行星缺少的东西 。
然而 , 根据最新发表在《天体物理学杂志快报》上的一项研究 , 芝加哥大学和斯坦福大学的最新研究表明 , 宇宙中许多行星不仅可以发展成充满水蒸气的大气层 , 而且可以长期保留它们 。
这不仅加深了我们对行星形成方式的了解 , 还可以指导科学家继续寻找太阳系外的类地行星 。
1水蒸气可能“长时间”控制着系外行星大气
芝加哥大学的助理教授 , 芝加哥大学博客文章行星大气演化专家埃德温·凯特说:“模型表明这些炽热的岩石系外行星 , 在某个阶段是水导大气 , 对某些行星来说 , 这可能要花很长时间 。 ”
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太空和地面望远镜继续对系外行星进行分类 , 科学家们正试图辨别它们的外观 。 通常 , 望远镜可以向我们展示系外行星的物理尺寸、它与其主恒星间的距离以及(有时)行星的总质量 。
为达到更高的系外行星调查水平 , 科学家需要从太阳系中地球和其他行星收集到的数据中推断出来 。 但令人惊讶的是 , 宇宙中最丰富的行星并不像肉眼可及的附近行星 。
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凯特在博客中写道:“我们从开普勒任务中已经知道 , 比海王星小一点的行星确实非常丰富 , 这令人惊讶 , 因为太阳系中并没有行星 。 我们不确定它们的成分 , 但有充分的证据表明它们是藏在氢气氛中的岩浆球 。 ”
2液体岩浆吞没了海王星系外行星上的大部分水
许多较小的岩石行星也分布在宇宙中 , 但没有厚厚的氢气层让人紧迫 , 这就是为什么科学家怀疑许多行星可能像氢斗篷的较大行星一样 , 但随着主恒星的诞生而失去初始大气 , 吹走氢气 。
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然而 , 这些模型在很大程度上仍然不完整 。 凯特和来自斯坦福大学的劳拉·谢弗一起研究了行星可能在熔岩海洋中窒息的情况 。
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凯特说:“液体岩浆实际上是流动的 。 ”这意味着它可以像地球上的海洋一样 , 对岩层进行循环 。 此外 , 这些岩浆海洋可能正从大气中除去氢 , 产生化学反应 , 从而形成水 , 其中一些蒸发到大气中 , 但更多的岩浆会被炎热的岩浆吞噬 。
后来 , 主恒星剥离系外行星的氢气层后 , 水被抽出 , 成为大气中的水蒸气 。 在足够长的时间轴上 , 这样的行星会获得富水层 。
凯特说 , 在某些星球上 , 这一阶段可能会持续数十亿年 。
3系外行星发光的阴暗面可能指向大气
为了将这个想法付诸实践 , 詹姆斯·韦伯太空望远镜可以分析系外行星大气成分的测量结果 , 寻找水的存在 。 但另一种方法间接寻找大气迹象 。 由于这些行星中的大多数都被潮汐锁定(就像月球到达地球一样) , 因此它们的表面温度是高度极化的 , 面向恒星的一面比“黑暗”的一面要温暖得多 。
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这听起来可能很严峻 , 但芝加哥大学的两位校友 , 劳拉·克雷德伯格和丹尼尔·科尔 , 现在马克斯·普朗克天文研究所为麻省理工学院工作 , 他们建议找到可以缓和系外行星温度的大气层 , 并在其周围散发大量光热 。 通过了解系外行星暗面发光的强度 , 我们可能会发现重新活跃分布热量的大气层 。
对太阳系外的类地行星的搜索正在加速 。 而且 , 随着詹姆斯·韦伯太空望远镜于今年晚些时候发射升空 , 我们可能很快就会发现自己被一堆充满水的行星大气淹没 。
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相关知识
水蒸气(也称氛气、蒸汽) , 是水(H2O)的气体形式 。 当水达到沸点时 , 水就变成水蒸气 。 水蒸气在空气中是无色的 。 在海平面一标准大气压下 , 水的沸点为100°C或212°F或373.15K 。 当水在沸点以下时 , 水也可以缓慢地蒸发成水蒸气 。 而在极低压环境下(小于0.006大气压) , 冰会直接升华变水蒸气 。 水蒸气之密度为 0.59764 千克/立方米(100°C/212°F , 101330Pa) 。
水蒸气可能会造成温室效应 , 是一种温室气体 。
BY: Brad Bergan
FY:小蜜蜂
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