是谁那么狠?吃了这些行星的肉?
许多所谓的行星,其实是裸露的行星核。
迷你海王星。ChristianHart
超级地球。ESO
科学家到目前为止已经发现了数千颗系外行星也就是那些位于太阳系以外,围绕着其他恒星运行的行星。在分析了这些行星之后人们发现了一个奇怪的现象:在岩石质地的超级地球和体积比超级地球大一号的气体行星迷你海王星之间,存在着一个真空地带那些半径(不是质量)1。5倍到2倍于地球之间的行星竟然神秘消失了。
针对这一怪象,科学家提出了很多解释。有人认为这是因为在行星的形成过程中,一部分行星得不到足够多的气体继续长大;有人认为陨石的轰击会驱散行星大气层,使较小的行星难以积累更多气体;有人认为恒星强烈X射线和紫外线辐射带来的光蒸发效应,会剥离行星大气层;还有人认为行星形成过程中遗留下来的热,会缓慢加热行星大气层,导致其逐渐逃逸。等等。
近日,以TrevorDavid为首的一批学者首次用数据展示,行星的年龄和它们的体积之间存在着关联。迷你海王星会随着年龄的增长而变成超级地球。
研究人员将系外行星分为两组,一组是年龄小的,一组是年龄大的。结果发现,平均而言,年龄小的行星中最不常见的半径,要比年龄大的行星中最不常见的半径小。年龄小的行星中最小的半径为地球的1。6倍,而年龄大的行星中最小的半径为地球的1。8倍。
研究人员认为,这意味着某些迷你海王星的大气层会随着年龄的增长而逐渐丢失,最终剩下一颗固态的内核,变成超级地球。随着时间的推移,会有越来越多、越来越大的迷你海王星变成超级地球,而新出现的超级地球体积也会表现出越来越大的趋势。
也就是说,我们以为消失了的,半径1。5倍到2倍于地球之间的行星,实际上是存在于超级地球体积上限和尚能维持大气层的迷你海王星体积下限间的一条代沟。
行星表面风云变幻,即便是其总体特征也不是一成不变的这和我们的一般想象的不太一样。研究人员认为,有些行星在形成初期的体积可能是今天的10倍以上。但是那些特别巨大的行星大气总体上不会丢失,因为它们有足够强的引力。
研究结果还表明,前述四种解释的后两种更具解释力。但是行星内热和恒星辐射究竟是谁在迷你海王星大气层丢失的过程中起了主导作用,抑或两者是否同等重要,还需进一步的探究。
统计结果显示,行星的体积会随年龄增长而发生变化。ErikPetiguraJamesOwen
参考
EvolutionoftheExoplanetSizeDistribution:FormingLargeSuperEarthsOverBillionsofYears
http:dx。doi。org10。384715383881abf439
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