新系外行星比钢铁密度还大?

2023-10-10 4798 纪达 澳门日报

 在宇宙中发现的五千五百颗系外行星中,只有少数行星的密度异常高,超过了钢铁的密度,行星演化到这种状态至今仍然是谜。一个国际天文学家小组日前发现了一颗海王星大小的行星TOI-1853b,它的密度比钢铁还大,他们认为它的组成可能是巨大行星碰撞的结果。TOI-1853b的质量几乎是已知任何其他类似大小行星的两倍,其密度也高得惊人,这意味着它由岩石组成的比例比通常预期的要大。TOI-1853b的半径是地球半径的三点四六倍,海王星的半径是地球半径的三点八八倍。

 意大利罗马托尔韦尔加塔大学卢卡领导的科学团队认为,造成上述现象是行星碰撞的结果。这些巨大的撞击会带走一些较轻的大气和水,留下大量的岩石。

 英国布里斯托尔大学物理系的高级副研究员菲尔解释说:“我们有强而有力的证据证明太阳系中的行星体之间存在高能碰撞,例如地球月球的存在,还有来自少量系外行星的良好证据。”

 卡特指出,我们对这项研究的贡献在于建立了极端巨型撞击的模型,这种撞击可能会从原来较大的行星中移除较轻的大气和水或冰,从而产生测量到的极端密度。我们发现,最初的行星体很可能需要富含水,并遭受速度超过七十五千米每秒的极端巨型撞击,才能产生观测到的TOI-1853b。这颗行星为整个银河系的行星形成过程中普遍存在巨型撞击提供了新的证据。这一发现有助将基于太阳系的行星形成理论与系外行星的形成理论联繫起来。这颗极端行星的发现为行星系统的形成和演化提供了新的探索空间。

 天文学家指出,这颗行星非常令人惊讶。通常认为,含有这么多岩石的行星会变成像木星这样的气态巨行星,其密度与水相似。TOI-1853b的大小与海王星相当,但密度却高于钢铁。多项数据和实验表明,如果这颗行星在形成过程中经历了能量极高的行星与行星碰撞,就会出现这种情况。这些碰撞带走了一些较轻的大气和水,留下了一颗大量富含岩石的高密度行星。

 国际天文学家小组计划对TOI-1853b开展详细的后续观测,试图探测任何残留的大气层并研究其成分。有天文学家表示,以前没有研究过这种极端的巨型撞击,因为这不是我们所期望的。研究团队将改进对比基础的材料模型,并扩大极端巨型撞击的建模範围。

 为了弄清TOI-1853 b的成分,必须分析它的大气层,美国太空总署科学家指出,了解这颗行星的性质将是一项艰巨的任务,因为如果它真的存在的话,我们预计它的大气层会非常稀薄。

 小 米

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