塵歸塵,土歸土:正在瓦解的系外行星?

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穿過漆黑的天空 - 一顆行星化為塵埃(來源:NASA)

許多系外行星比我們太陽系中的任何行星都更近地繞其母星執行。從熱木星到熱海王星,以及熱超地球,存在著各種各樣的世界,它們都非常靠近恆星的炙熱輻射。在某些情況下,我們已經能夠測量這些世界的發射溫度,毫不奇怪,它們非常熱(至少在向陽面)。這可能會煮沸巨行星的大氣層,或融化較小行星的固體礦物表面。

現在看來,強烈的恆星輻射也可能導致行星化為塵埃。


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Rappaport 等人的一項新研究報告了對開普勒資料檔案中一個相當奇特的觀測結果的調查。目標系統被命名為 KIC(開普勒輸入星表)12557548,是一顆質量略小於太陽的恆星,因此也稍冷一些。大約每 15 小時,有物體在我們和這顆恆星之間移動,阻擋了其一小部分光線。這本身並不會引起太多興奮,它可能是一顆伴星,或者它可能是開普勒目前發現的超過 2300 個行星候選者中的又一個。但是,星光似乎被阻擋的方式非常不尋常,在光的時間線(光變曲線)上印刻出一種形狀,這與我們對行星的預期不符(如此處所示)。

有些不對勁。左側是“正常”的行星凌日光變曲線 (WASP-10),顯示當行星凌日時,星光出現簡單、對稱的下降。右側是來自 KIC 12557548 的光變曲線(來源:Rappaport 等人)。

那麼到底發生了什麼? Rappaport 及其同事測試了各種可能性,從奇特的雙星巨行星到非常特定幾何構型的三星系統,但似乎都沒有很好地重現所觀察到的情況。相反,似乎最能描述開普勒所看到情況的模型是一顆水星大小的行星(KIC 1255b,約為地球大小的 1/10),其固態表面實際上正在被如此靠近恆星的極端溫度轉化為氣體和塵埃。這種塵埃可能正在行星後方形成彗星狀的尾巴,這也阻擋了星光,就像可怕的工業汙染羽流。

之前已經發現其他可能為岩石行星的行星極其靠近其母星執行,但這些都是質量相當大的世界。更大的質量和更強的引力使它們更容易 удерживать 蒸發物質。然而,擬議中的小型水星大小的 KIC 1255b 無法 удерживать 太多物質,並且會在可怕的熱環境的驅動下,將氣體和塵埃顆粒狀物質(如輝石或氧化鋁)噴射到太空。

KIC 1255b 也可能具有火山活動,可能是由於如此靠近恆星的潮汐力而受到折磨,並且隨著重元素在其天空中沸騰,一些元素會凝結成塵埃顆粒,然後被地表加熱到接近 2000 開爾文的氣體提升到逃逸速度。以這種速度,這個世界可能只需要大約 2 億年就會被逐漸磨損殆盡。

未來的觀測可能有助於確定這個奇怪的凌星系統中到底發生了什麼,光譜學可能能夠發現光致電離元素(如鎂、矽甚至鐵)的存在,以幫助確定 KIC 1255b 的性質。但似乎行星的生命並非總是一帆風順,它們誕生於塵埃,最終又化為塵埃,只是宇宙中漂浮的又一小撮元素。

 

 

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