夜空中的蓝宝石与红宝石是如何形成的?

科技工作者之家

发布时间: 18-12-2411:35

该印象画中的“55 Cnc e”是新发现的三个被称为“超级地球”的奇异行星候选体之一,由于蕴藏着丰富的蓝宝石和红宝石,它闪烁的光芒呈现出蓝色和红色。

据英国《皇家天文学会月刊》(MNRAS)12月18日刊发的一篇研究论文称,来自瑞士苏黎世大学(Universities of Zurich)和英国剑桥大学(Cambridge)的研究人员在太阳系外发现了一种新型的奇异行星。这些被称为“超级地球”的天体是在其宿主恒星邻近的高温环境中形成的,而它们的物理构成包含了大量的钙、铝以及它们的氧化物,诸如蓝宝石和红宝石。

在距离地球21光年外的仙后座中,有一颗被命名为“HD219134 b”的行星围绕其恒星公转“1年”只相当于地球上的3天,但是它的质量却几乎是地球的5倍,因而被称为“超级地球”。然而,与地球内部构造不同的是,它的核心很可能不存在一个巨大的铁芯,但是却富含钙和铝。瑞士国家行星研究竞争力中心(National Centre for Competence in Research PlanetS,简称NCCR PlanetS)、苏黎世大学计算科学研究所的天体物理学家卡罗琳·多恩(Caroline Dorn)介绍道:“它会像红宝石和蓝宝石那样闪烁着从红色到蓝色的光芒,也许就是因为这颗系外行星上遍布了这两种氧化铝化合物的宝石。”研究人员指出,“HD219134 b”和另外两颗候选行星是可能属于一个新型而奇异的系外行星门类。

该研究小组利用理论模型来研究行星的形成过程,并将其结果与观测数据进行参照对比。众所周知,在恒星形成的过程中,诸如太阳的恒星都被一个气体尘埃盘所围绕着,而该尘埃盘就是孕育行星的摇篮。像地球这样的类地行星是由原行星气体尘埃盘扩散时遗留下来的固体物质所形成的——这些固体构造块是在尘埃盘冷却时由星云气体冷凝而成的。多恩解释道:“通常,这些构造块是在铁、镁、硅等构成岩石的元素发生凝聚结集的区域形成的。”因而,由此产生的行星具有类似于地球的成分结构,并拥有一个铁芯。目前已知的大多数超级地球都是在紧邻恒星的这类区域中形成的。

然而,在靠近恒星的某些区域中,温度会更高。多恩继续介绍道:“在那里,许多元素仍然处于气体形态,那里的行星构造块有着完全不同的组成结构。”通过数据模型实验,该研究小组计算出了在这样的高温区域中形成的行星应该是什么状况,他们的结果是:除了镁和硅,钙和铝也是其主要成分,但是却几乎不含铁。多恩指出:“这就是为什么例如这样的行星不具有像地球那样的磁场。”同时,由于内部结构如此不同,它们的冷却过程的表征和大气构成也会与普通的超级地球有所不同。综上所述,研究小组提出了一个新的概念,即一种由高温冷凝物形成的新型而奇异的超级地球。

该研究人员还对早先拍摄的超级地球“55 Cancri e”的图像进行了纠错校正,在2012年,这颗行星的发现曾是头条新闻,被喻为“天空中的钻石”。研究人员之前推测假设该星球的大部分是由碳构成的,但近年来的观测结果不得不让他们放弃这一理论。多恩总结道:“我们正在把这颗所谓的钻石行星变为一颗蓝宝石行星。”

编译:朱明逸

审稿:西莫

责编:南熙

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