系外行星进化?迷你海王星可能会脱离大气层?变成超级地球

【菜科解读】
新的研究表明,恒星辐射正在剥离比海王星略小的系外行星的“蓬松”大气层,留下它们的岩石核心,并将它们改造成更接近地球的世界(超级地球)。
20世纪90年代,天文学家证实了太阳系外行星的存在。
它们被称为系外行星,是现代天文学中最迷人的课题之一。
美国宇航局开创性的开普勒天文台和凌日系外行星探测卫星(TESS)等航天器扫描了天空,寻找附近恒星亮度的周期性下降。
这种闪烁是一颗恒星正在托管一颗行星的迹象,这颗行星已经越过了恒星的表面,暂时挡住了它的光线。
现在天文学家已经收集了数千个系外行星的信号,他们对行星大小的范围有了更好的了解。
天文学家给他们的发现贴标签的一个有用的方法是将这些世界与生活在我们宇宙后院的熟悉的行星进行比较;现有的系外行星类别包括“超级地球”和“迷你海王星”
两项新的研究指出了行星进化的特殊可能性,这是系外行星研究背后的关键推动因素之一。
天文学家探测到的一些系外行星是像火星这样的小型岩石世界,其他的是像土星和木星这样的大型气态行星。
但研究人员也发现,在我们自己的太阳系中,没有相似的世界。
例如,他们发现了大小介于地球和海王星之间的系外行星,海王星大约比我们的行星宽3.9倍。
根据新的研究,这些迷你海王星可能正在脱落它们“蓬松的”最外层外壳,并收缩成超级地球。
这种不稳定性和过渡可能解释了为什么探测到海王星和地球大小之间的系外行星相对罕见。
这两项研究的主要作者、帕萨迪纳加州理工学院(Caltech)的研究生迈克尔·张(Michael Zhang)在2月3日的一份声明中描述了这些论文,他说:“一颗大小差距的行星将有足够的大气来膨胀它的半径,使它拦截更多的恒星辐射,从而实现快速的质量损失。
“但大气层足够稀薄,很快就会消失。
这就是为什么一颗行星不会在间隙中停留很长时间。
”
据张介绍,这个过程一直到现在都没有被抓到。
但是一段时间以来,天文学家一直怀疑小型微型海王星有正在蒸发的大气层。
研究人员利用哈勃太空望远镜和夏威夷的W.M .凯克天文台观测了四个微型海王星。
他们注意到他们的两个实验对象——一个叫HD 63433c,距离地球73光年,另一个叫TOI 560.01,距离地球103光年——大气中有快速运动的气体。
“气体的速度提供了大气正在逃逸的证据,”张说。
“观测到的TOI 560.01周围的氦以每秒20公里的速度移动,而HD 63433c周围的氢以每秒50公里的速度移动。
”
“这些微型海王星的引力不足以支撑如此快速运动的气体,”张说。
“行星周围外流的程度也表明大气正在逃逸;TOI 560.01周围的气体茧至少是行星半径的3.5倍,HD 63433c周围的气体茧至少是行星半径的12倍。
”
张和他的团队不排除其他可能的情况。
例如,也许超级地球一开始就没有厚厚的一层气体可以释放。
加州理工学院的行星科学家、张的顾问希瑟·克努森(Heather Knutson)在声明中说:“作为系外行星科学家,我们已经学会了期待意想不到的事情。
这些奇异的世界不断给我们带来超出我们在太阳系中观察到的新物理惊喜。
”
230万年前巨大的小行星撞击火星留下20亿个陨石坑
(图片来源:uux.cn/JPL加州理工学院、美国国家航空航天局、亚利桑那大学)(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Robert Lea):200多万年前,一颗巨大的小行星撞击火星,在火星表面留下了一个巨大的陨石坑和大约20亿个较小的陨石坑。
这些次级陨石坑分布在1000英里(1800公里)的区域,使这颗小行星成为相对较近历史上对这颗红色星球最大的撞击之一。
据估计,每300万年就有一次小行星撞击火星,其质量足以造成如此大范围的破坏。
撞击发生在火星赤道,人类将其命名为Elysium Planitia;它留下了一个8.6英里(13.9公里)宽、0.62英里(1公里)深的主坑,名为科林托。
另一方面,根据研究结果背后的科学家称,撞击产生的次级陨石坑大小从656英尺(200米)到0.8英里(1.3公里)不等,并以一个大型“射线系统”向外延伸。
尽管该火山口已有230万年的历史,但研究小组认为,该火山口及其次级火山口非常年轻,其中一些火山口被雕刻成源自火星死火山Elysium Mons顶峰的熔岩流。
该团队在一项相关研究中写道:“科林托陨石坑是Elysium Planitia的一个新撞击坑,它产生了火星上最广泛的热射线系统和次级陨石坑之一,向南延伸约1243英里(2000公里),覆盖了火星上近180的弧。
”。
一幅插图显示了火星勘测轨道飞行器在这颗红色星球周围原位收集数据。
(图片来源:uux.cn/Robert Lea/美国国家航空航天局)作者解释了他们是如何利用美国国家航空航天局火星勘测轨道飞行器收集的热成像和可见成像数据来描述撞击抛入火星大气层的陨石坑和碎片毯,或“喷出物”的。
喷出物是指由于某种撞击而从火山口“喷出”的任何物质。
在这种情况下,喷出物是从小行星撞击形成的巨大主坑空洞中喷出的火星碎片。
这些数据由航天器的高分辨率成像实验(HiRISE)和上下文相机(CTX)仪器收集,并提供给一个机器学习程序,该程序将此次撞击的喷出物造成的陨石坑与其他小行星撞击事件产生的火星陨石坑分离开来。
然后,这些信息被用来估计撞击的年龄和最初撞击产生的次级撞击坑的总数。
通过测量从科林托延伸出来的次级撞击坑的分布,研究小组发现主撞击坑的南部和西南部分布最为集中。
陨石坑北部缺乏喷出物,科学家们认为这表明造成这场破坏的小行星以大约30到45度的角度进入了这颗红色星球的大气层。
研究人员发现的最远的次级陨石坑表明,撞击产生的一些喷出物发射距离1150英里(1850公里)。
这大约是大峡谷长度的四倍。
从科林托延伸的喷出物碎片场的图形表示。
(图片来源:uux.cn/Golombek等人)然而,次级撞击坑不仅在距离主撞击区的距离和大小上有所不同。
研究小组还根据它们的形状对它们进行了分类。
有些是圆形和半圆形,而另一些则是“扁平圆形”或“椭圆形”研究人员确定,次级陨石坑的形状或“形态”与形成它们的碎片喷出的速度、这些碎片的大小以及它们撞击的火星区域的表面成分有关。
在科林托附近,次级撞击坑呈半圆形状,在距离主撞击区更远的地方发现了椭圆形的撞击坑。
研究小组写道:“科林托形成的大量次级火山口与大多数喷出的物质一致,这些物质都是坚硬、坚硬的玄武岩。
”。
玄武岩是由富含镁和铁的熔岩快速冷却形成的火山岩,因此这些碎片很可能代表小行星撞击的火山之前喷出的熔岩。
这次小行星撞击从火星表面发射的一些喷出物的成分表明,太空岩石撞进水或冰中。
科林托陨石坑底部遍布的“坑”也表明了这一点,这意味着撞击对富含冰的物质产生的影响会排出水或气体。
该团队的研究结果于3月早些时候在德克萨斯州举行的第55届月球和行星科学年会上发表。
每隔240万年火星引力场就会猛烈地撞击地球,从而改变海底
(图片来源:uux.cn/美国科学院/科学图片库,盖蒂图片社)(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(艾米丽·库克):新的研究表明,火星对地球的引力可能正在影响我们星球上的气候。
从世界各地数百个地点获得的地质证据可以追溯到6500多万年前,表明深海洋流反复经历过增强或减弱的时期。
这种情况每240万年发生一次,被称为“天文大周期”更强的洋流,被称为“巨大漩涡”或漩涡,可能会到达海洋最深处的海底,即深渊。
根据周二(3月12日)发表在《自然通讯》杂志上的研究,这些强大的洋流会侵蚀掉在周期平静时期积累的大块沉积物。
研究发现,当地球和火星围绕太阳运行时,这些周期恰好与已知的地球和火星之间引力相互作用的时间相吻合。
研究合著者、悉尼大学地球物理学教授Dietmar Müller在一份