天文学家发现“超地球”的神秘起源

这位画家的印象是，该行星在南部Vela（The Sail）星座中绕太阳般的恒星HD 85512运转。这颗行星是ESO La Silla天文台在3.6米望远镜上通过HARPS仪器发现的16个超地球之一。该行星的质量约为地球的3.6倍，位于恒星周围可居住区域的边缘，在该区域中可能存在液态水甚至生命。

研究表明，超级地球不是迷你海王星的残余物，这挑战了我们对行星形成的理解。

迷你海王星和超地球的体积是我们自身的四倍，是最常见的系外行星，它们绕太阳系运行的恒星运行。直到现在，超级地球还被认为是迷你海王星的岩石核心，它们的气息被吹散了。麦吉尔大学（McGill University）的天文学家在天体物理学杂志上发表的一项新研究中表明，其中一些系外行星从来就没有气态大气，这为它们的神秘起源提供了新的亮点。

根据观察，我们知道大约30％到50％的宿主恒星具有超地球或小型海王星，并且这两种星体的出现比例大致相等。但是它们是从哪里来的呢？

这位画家的印象是，该行星在南部Vela（The Sail）星座中绕太阳般的恒星HD 85512运转。这颗行星是ESO La Silla天文台在3.6米望远镜上通过HARPS仪器发现的16个超地球之一。该行星的质量约为地球的3.6倍，位于恒星周围可居住区域的边缘，在该区域中可能存在液态水甚至生命。

一种理论认为，大多数系外行星是由微型海王星诞生的，但有些系外行星被宿主恒星的辐射剥夺了气壳，仅留下了一个致密的岩石核。该理论预测，我们的银河系极少有称为地球和微型地球的地球大小和较小的系外行星。但是，最近的观察表明情况可能并非如此。

为了了解更多信息，天文学家使用模拟来跟踪这些神秘系外行星的演化。该模型使用热力学计算方法，是基于其岩心有多大，距其主恒星有多远以及周围气体有多热。

“与以前的理论相反，我们的研究表明，某些系外行星永远都不会建立气态大气，”麦吉尔大学和麦吉尔太空研究所物理系助理教授夏娃·李说。

研究结果表明，并非所有的超级地球都是微型海王星的残余。相反，系外行星是由分布在寄主恒星周围的气体和尘埃旋转盘中的单一岩石分布形成的。她说：“有些岩石长出了瓦斯弹，而另一些则出现了，并且仍然是岩石状的超级地球。”

迷你海王星和超地球是如何诞生的

人们认为行星是由围绕恒星的气体和尘埃旋转的磁盘中形成的。比月球大的岩石具有足够的引力来吸引周围的气体，从而在其核心周围形成壳层。随着时间的流逝，这种气体壳会冷却并收缩，从而为将更多周围的气体引入而创造了空间，并使系外行星得以生长。一旦整个外壳冷却到与周围的星云气体相同的温度，外壳就不再收缩并且生长停止。

对于较小的核，该壳很小，因此它们仍是岩石系外行星。超级地球和微型海王星之间的区别来自这些岩石生长和保留气壳的能力。

“我们的发现有助于解释这两个系外行星的起源，以及它们的患病率，” Lee说。“使用研究中提出的理论，我们最终可以破译像地球和小型地球这样的岩石系外行星可能是多么的普遍。”

参考：Eve J. Lee和Nicholas J. Connors撰写的“超地球和次海王星的原始半径差距和潜在的广泛核心质量分布”，2021年2月10日，天体物理学杂志。DOI：
10.3847 / 1538-4357 / abd6c7