一項新天體地質學研究表明，大多數(shù)附近的巖質系外行星跟我們太陽系中的任何東西都很不同。 美國國家科學基金會NOIR實驗室的一名天文學家跟加州州立大學弗雷斯諾分校的一名地質學家合作，他們首次對圍繞附近恒星運行的行星上存在的巖石類型進行了研究。

兩位科研人員在研究了 “被污染的”白矮星的化學成分后得出結論，圍繞附近恒星運行的大多數(shù)巖石行星比以前認為的更加多樣和奇特，其巖石類型在我們太陽系中并沒有發(fā)現(xiàn)過。

天文學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆圍繞我們銀河系中的恒星運行的行星--被稱為系外行星。然而我們很難知道這些行星到底是由什么構成的，或是否有行星與地球相似。為了嘗試找出答案，美國國家科學基金會NOIR實驗室的天文學家Siyi Xu與加州州立大學弗雷斯諾分校的地質學家Keith Putirka合作研究了被稱為污染的白矮星的大氣。這些是像太陽這樣曾經(jīng)正常的恒星的致密、塌陷的核心，其中含有來自行星、小行星或其他巖石體的外來物質，這些物質曾經(jīng)圍繞恒星運行但最終落入白矮星并“污染了”那里的大氣層。通過尋找白矮星大氣層中不會自然存在的元素(除氫和氦以外的任何元素)，科學家們可以弄清楚落入恒星的巖石行星物體是由什么構成的。

Putirka和Xu研究了23顆被污染的白矮星，這些白矮星都在離太陽約650光年的范圍內，其中的鈣、硅、鎂和鐵已經(jīng)用夏威夷的W.M. Keck天文臺、哈勃太空望遠鏡和其他天文臺進行了精確測量。然后，科學家們使用這些元素的測量豐度來重建由它們形成的礦物和巖石。他們發(fā)現(xiàn)，這些白矮星的成分范圍比我們太陽系中的任何內行星都要廣泛得多，這表明它們的行星有更多的巖石類型。事實上，其中一些成分是如此不尋常，以至于Putirka和Xu不得不創(chuàng)造新的名稱以對這些行星上一定存在的新的巖石類型進行分類。

Xu說道：“雖然一些曾經(jīng)繞著受污染的白矮星運行的系外行星看起來跟地球相似，但大多數(shù)的巖石類型對我們的太陽系來說是外來的。它們在太陽系中沒有直接的對應物。”

Putirka描述了這些新巖石類型對它們所屬的巖石世界可能意味著什么。“我們從白矮星數(shù)據(jù)中看到的一些巖石類型會比地球上的巖石溶解更多的水，可能會影響海洋的發(fā)展方式，”他解釋道，“一些巖石類型可能在更低的溫度下熔化并產(chǎn)生比地球巖石更厚的地殼，一些巖石類型可能更弱，這可能促進板塊構造的發(fā)展。”

早期對污染白矮星的研究發(fā)現(xiàn)了來自巖石體的元素，其中包括鈣、鋁和鋰。然而，Putirka和Xu指出，這些是次要元素(通常占地球巖石的一小部分)，他們需要測量主要元素(占地球巖石的一大部分)--尤其是硅--才能真正知道這些行星上會存在什么樣的巖石類型。

此外，Putirka和Xu表示，在白矮星大氣中測量到的高水平的鎂和低水平的硅表明，檢測到的巖石碎片可能來自行星的內部--來自地幔，而非其地殼。以前對污染白矮星的一些研究報告稱，在曾經(jīng)圍繞這些恒星運行的巖石行星上存在大陸地殼的跡象，但Putirka和Xu沒有發(fā)現(xiàn)地殼巖石的證據(jù)。不過觀察結果并沒有完全排除這些行星有大陸地殼或其他地殼類型。“我們認為，如果地殼巖石存在，我們無法看到它，可能是因為它出現(xiàn)的部分跟其他行星組成部分的質量相比太小，比如核心和地幔，無法測量，”Putirka說道。

此外，Xu表示，一個天文學家和一個地質學家的配對是揭開隱藏在污染的白矮星大氣中的秘密的關鍵，“我在一個會議上遇到了Keith Putirka，并為他能幫助我理解我正在觀測的系統(tǒng)而感到興奮。他教我地質學，我教他天文學，我們想出了如何理解這些神秘的系外行星系統(tǒng)。”

關鍵詞： 研究 系外行星 巖石類型 恒星