也许超高温木星并没有那么注定要失败的
来源：uux.cn美国国家航空航天局、欧空局和G.培根（神秘的地球uux.cn）据《今日宇宙》（
【菜科解读】
（神秘的地球uux.cn）据《今日宇宙》（Laurence Tognetti）：超高温木星（UHJ）是宇宙中最迷人的天体之一，被归类为轨道周期小于约三天，白天温度超过1930°C（3500°F），因为大多数木星都与母恒星潮汐锁定。
但是，这些极为接近的轨道会导致UHJ的轨道衰减，最终导致它们被恒星吞噬吗？还是一些轨道可以长期运行而不必担心？这是最近一项发布在arXiv预印本服务器上并被《行星科学杂志》接受的研究所希望解决的问题。
国际研究人员团队调查了几颗UHJ的潜在轨道衰变，这不仅有助于天文学家更好地了解UHJ，而且有助于了解系外行星的形成和演化。
在这里，我们与该研究的主要作者、行星科学研究所的高级科学家Elisabeth Adams博士讨论了这项研究，讨论了该研究背后的动机、重要结果、后续研究，以及研究UHJ和UHJ轨道衰变的重要性。
那么，这项关于UHJ轨道衰变的研究背后的动机是什么？
“自从第一颗系外行星51 Peg b aka Dimidium被宣布进入为期4天的轨道以来，科学家们一直对这些巨型行星的长期稳定性深感担忧，”亚当斯博士告诉《今日美国宇宙》。
“我们早就知道，木星大小的物体不可能存在轨道短于约19小时的物体（这是罗氏极限），但即使是轨道只有几天的巨行星，从长远来看也是不稳定的，因为潮汐力会无情地导致它们的轨道衰变。
最大的未知数是什么是‘长期’：行星会在恒星仍在主序星上时衰变吗？还是这个过程需要很长时间，恒星会首先死亡？”
在这项研究中，研究人员使用地面和天基望远镜的组合，对43个轨道周期从0.67天（TOI-2109 b）到3.03天（TrES-1 b）的UHJ进行了恒星光度测定和系外行星光曲线分析，目的是确定它们的轨道周期变化率（即增加轨道周期或减少轨道周期[轨道衰变]），单位为每年毫秒（ms/yr）。
这项研究由之前测量的和新的凌日光曲线数据组成，团队进行了一些计算，以确定43个UHJ中每个UHJ的轨道周期变化率。
此外，本研究的43个UHJ中，超过一半的UHJ具有超过十年的观测数据，其中一个数据超过20年（WASP-18 b为32年）。
那么，这项研究最重要的结果是什么？
亚当斯博士告诉《今日告诉》：“有趣的是，这项研究不仅没有发现任何新的轨道衰变案例，而且我们开始看到轨道衰变所需的时间有几个数量级的差异。
“衰变行星的两种最佳情况（WASP-12 b和开普勒-1658 b）的衰变速度是我们周围没有发现的行星（例如，WASP-18 b、WASP-19b和KELT-1b）衰变速度的10–1000倍以上；如果后一种行星的衰变速度和WASP-12 b一样快，我们现在肯定已经探测到了。
”
如前所述，这项全面的研究有助于确定关于UHJ轨道衰变的新信息，特别是与大多数UHJ缺乏轨道衰变有关的信息，这意味着一些轨道可能会长期稳定，尽管它们的轨道非常靠近各自的母恒星。
此外，它还帮助挑战了之前与某些超高J轨道衰变有关的测量，这可以帮助天文学家更好地了解超高J在整个宇宙中的形成和演化。
因此，鉴于研究的全面性，目前正在进行或计划进行哪些后续研究？
亚当斯博士说：“我们只需要继续寻找！这篇论文是我们调查的第一篇论文，只涵盖了大约一半的已知UHJ，其中更多的UHJ一直在被发现；在我们的目标中，有一半的UHJ还没有被观察到足够长的时间，或者没有足够的凌日，无法判断是否正在发生非常快速的轨道衰变。
对于其他目标，我们可能只需要再观察几年，或者几十年。
”。
“理论家们也在努力解释恒星的年龄和结构如何导致不同的衰变率，尽管理论模型之间的高度不确定性是我喜欢能够凭经验测量衰变率的原因。
”
研究轨道衰变对于更好地了解两个天文物体是否以及何时会相互碰撞至关重要，包括一颗行星及其卫星（通常是月球）、一颗恒星与绕其运行的另一颗行星或彗星（导致后者被焚烧）、一颗星与另一颗恒星（导致引力波或伽马射线爆发）以及任何绕彼此运行的天文物体（双星系统）。
对地球来说，测量轨道衰变对于了解人造卫星何时会在地球大气层中燃烧至关重要。
但是，关于系外行星，研究UHJ的轨道衰变的重要性是什么？它们是否仅限于UHJ？
亚当斯博士说：“潮汐衰变对大行星来说是最重要的。
”。
“令人震惊的是，地球大小的行星在短至4小时的轨道上被发现，但据预测，它们在数十亿年内都是潮汐稳定的。
（我之前发表过关于这些较小的超短周期行星的研究。
）行星越大，离恒星越近，潮汐效应就越强，轨道衰减得越快。
”
UHJ被非正式地指定为“热”木星的一个子类。
与这项研究一样，过去的UHJ也使用地面和天基望远镜的组合进行了检查。
正如亚当斯博士所指出的，这项研究检查了大约一半的已知UHJ，这意味着宇宙中大约有100个已知UHJ。
同样值得注意的是，大多数UHJ都与母恒星潮汐锁定，这意味着一侧在恒星的整个轨道上持续面向恒星，白天灼热的温度导致分子在夜晚分解和重组。
这些特征使超高压Js成为有待研究的最有趣、最神秘的天文物体。
但是，总体而言，研究UHJ的重要性是什么？
亚当斯博士说：“超高温木星使我们能够测量恒星的基本特性（潮汐质量因子，它决定了衰变率）。
”。
“通过对它们的过去和未来进行建模，我们可以完善我们关于行星形成和迁移的理论。
其中一些可能也正在失去大气层，这是我们可以寻找的。
”。
“它们也是最容易观测的行星之一，因为它们又大又热，靠近恒星，是高精度观测（例如JWST的大气研究）和外联活动的绝佳目标（对于拥有像样望远镜的感兴趣的业余爱好者来说，它们是绝佳目标）。
”
这项研究正值美国国家航空航天局和世界各地的其他航天机构继续以惊人的速度发现系外行星之际，截至本文撰写之时，美国国家航空宇航局已确认的系外行星数量为5630颗。
在这个数字中，有1805个被归类为气态巨行星（土星或木星大小），其中无数的气态巨行星在短短几天或更短的时间内围绕母恒星运行。
随着我们对系外行星的理解不断扩大，我们对UHJ的理解也将不断扩大，包括它们的形成和演化，以及它们母恒星的形成和进化。
亚当斯博士说：“我研究系外行星的座右铭是期待意想不到的事情。
”。
“即使经过三十年的观测，我们仍不断在意想不到的地方发现行星在做奇怪的事情，然后我们通过弄清楚它们在做什么以及为什么，了解了很多关于宇宙的知识。
这绝对让你保持警觉！”
木星的第二个卫星到底谜团？哪里或许存在相似鱼类的生命体
科学家们对木星的第二个卫星的研究表明，木星的第二个卫星是太阳系中最可能存在液态水的行星之一，这也让它成为了科学家们关注的焦点。
据研究表明，木星的第二个卫星的地表覆盖着一层厚达数十公里的冰层。
而在冰层之下，存在着一个很大的液态水海洋。
这个海洋的体积据估计大约是地球海洋总量的两倍左右，也就是说，木星的第二个卫星上的水资源很大。
从远处看，木星的第二个卫星的表面上似乎有许多长长的条纹，但实际上这些条纹是冰面上的裂隙。
这些裂隙中充满了一种未知的污染物，科学家称之为“棕色浆糊”。
除了这些裂隙以外，木星的第二个卫星的表面还有许多地形各异的地形，这些地形大多是由于木星的第二个卫星的冰壳漂浮在液态水构成的海洋之上，木星的很大引力会产生潮汐力，从而周期性地拉伸和扩张木星的第二个卫星的冰壳。
由于液态水是地球生命诞生所必需的条件，因此科学家们也一直在探索木星的第二个卫星上是否存在生命。
已经有一些科学家提出，木星的第二个卫星的液态海洋中可能存在着与地球类似的生命体。
他们认为，如果木星的第二个卫星的海洋中存在比地球海洋总量还多两倍以上的水量，那么那里应该存在一套固定的氧气创造机制，并且那里的海洋含有的氧气程度也要比地球海洋中的氧气含量高。
而他们还通过计算机模型模拟出了海洋中坑内存在的状况，据估计将会有上百万吨的鱼类存在。
科学家们还研究发现，木星的第二个卫星上的生命可能来自彗星。
通过模拟撞击实验，科学家们表明，一颗直径为5公里左右的彗星撞击可以打破木星的第二个卫星上厚厚的冰层，从而为早期生命进入木星的第二个卫星的冰下海洋制造了可能。
虽然目前大多数科学家认为，在太阳系内，地外生命的存在概率极小，但是未来的宇宙探索或许有望揭开这个秘密。
而到目前为止，对于木星的第二个卫星这颗星球，它的独特性和很大的水资源仍然让科学家们充满着无限的探索热情。
在太阳系，和地球类似的天体非常多。
跟着人类科技的先进，我们总算知道，地球只是一颗一般的行星，在太阳系，和地球类似的天体非常多。
即使脱离太阳系，在世界中，行星这种天体也是无处不在，而且广泛比地球大得多，甚至也比 太阳系最大的行星 木星大。
关于体积和木星类似、又距离宿主 恒星 非常近的一类系外行星，科学家统称为热木星。
到目前为止，人类现已发现了几百颗热木星。
而这种天体的总数，实际上要更多。
根据天文学家预算， 银河系 内至稀有1000亿颗行星，其间7%是热木星。
这个份额看起来不大，可是终究基数大，算下来估计也有70亿，和地球上的人口差不多了。
那么，世界中的热木星为何叫“热”木星呢？它们究竟有多热呢？ 首要，它们距离自己的宿主恒星非常近。
太阳系内最内侧的行星是水星，距离太阳姑且有5800万公里。
而热木星，最近的甚至或许只需几百万公里。
由于它们距离宿主恒星如此之近，导致许多热木星处于潮汐确认情况，也就是说，它们和月亮相同，只需一面可以朝向自己的宿主恒星。
离宿主恒星很近、潮汐确认，导致了热木星表面温度极高，过1000℃那是常有的事，甚至最高的还有逾越4000℃的。
相比之下，有些比较小的恒星，或许还没有这么热。
而热木星的本质和木星相同，是以气体为主的巨行星。
我们知道，热胀冷缩的现象在气体的情况下表现得尤为显着。
因此，热木星广泛非常疏松，尽管有许多热木星质量还没有木星大，可是体积却逾越了木星。
这也导致了另一个效果，最外层的气体很暗淡，影响了它们凌日的作用，因此科学家也很难判别它们的直径究竟有多少。
可是，问题在于：尽管温度很高，这些热木星的体积好像也大得有点过火啊，热胀冷缩有这么强的作用吗？ 有一些科学家指出：热木星的内部，或许也存在热源。
在宿主恒星的炙烤下，热木星表面温度急剧升高。
当温度提升到1500K之后，它内部的钠、钾等元素就会被电离。
而在星球表面的风的作用下，这些带电粒子就会在它们的磁场内部高速移动。
我们知道，磁是可以生电的，它们不断切开磁感线，就会发生电流。
而电流会发生出热量，在内部给热木星加温。
就这样，本来外界环境就极热，内部又像是一个电烤箱，热木星就会大幅胀大，变成了今天的姿态。
那么，已然热木星只需一面朝向宿主恒星，另一面永久处于黑私自，它的不好是否就比较“凉快”呢？ 绝非如此。
我们知道，木星的表面布满了林林总总的条纹，菜叶说说，实际上都是木星表面的风暴。
热木星在这一点也是和木星非常类似的，它们表面空气活动速度非常快，所以正面的超高温空气很快就会被吹到不好。
就这样，不好也变成了阴间一般的酷热世界。
