系外行星有火山活動?
日本研究人員參與的一個國際團隊日前發表報告說,他們利用美國太空總署的TESS(凌日系外行星探測衛星)和退役的斯皮策太空望遠鏡,以及一套地面觀測站的資料,新發現了一顆太陽系外行星,這顆行星上可能有活躍的火山活動,可能擁有大氣,能幫助人們探尋生命的起源。
系外行星是位於太陽系之外的行星,截至二○二一年十月,已經被確認的系外行星總共有四千五百三十一顆,當中約有四分之三是透過凌日現象(指地內行星圓面經過日面的現象)發現。這些行星分屬三千三百六十四個行星系,其中有七百七十八個多行星系。大部分已知的系外行星都是圍繞和太陽類似的恆星,它們都是高質量的,當中百分之九十是超過地球的十倍,很多亦明顯比太陽系最重的木星為高。根據日本東京大學、科學技術振興機構等日前聯合發佈的新聞公報,這些機構研究人員參與的國際團隊利用太空望遠鏡和地面望遠鏡的組合觀測,在距離太陽系約九十光年的紅矮星LP791-18周圍發現了一顆與地球體積、質量都差不多的系外行星LP791-18d。在這次發現之前,天文學家已經知道該系統中的另外兩個世界,被稱為LP 791-18 b和c。外側行星c的大小約為地球的二點五倍,質量為地球的七倍多。在每個軌道上,行星d和c會非常接近地經過對方。質量更大的行星c的每次接近都會對行星d產生引力,使其軌道呈現出某種程度的橢圓形。在這個橢圓軌道上,行星d每次繞過恆星時都會發生輕微的形變。這些變形可以產生足夠的內部摩擦,使行星的內部大幅升溫,並在其表面產生火山活動。這與太陽系擁有最活躍火山活動的木星衛星木衛一的加熱機制相同。
研究人員指出,系外行星LP791-18d半徑約為地球的一點○三倍,公轉周期為二點七五天,受沿外側相鄰軌道公轉的一顆體積和質量都更大的行星引力影響,LP791-18d的軌道呈橢圓形。在繞橢圓形軌道公轉的過程中,LP791-18d受恆星的潮汐力影響,會出現微小的變形。
研究團隊認為,如果發生火山活動,該行星就有可能存在大氣,而活躍的火山活動可能將原本封閉在行星地殼裡的物質送入大氣。
天體生物學的一個大問題,即廣泛研究地球和其他地方生命起源的領域,是構造或火山活動是否是生命所必需的。研究人員計劃今後觀測這顆新發現行星的大氣,如能檢測出大氣的成分,就能深入研究行星地殼活動對其大氣的影響,從而有助於研究生命的起源。
小 米