48.6光年外的系外行星,或许有火山和地震肆虐,表面非常活跃
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发布时间：2024-08-20 20:10
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时间：2024-08-24 06:58
在地球上，地震已经不是什么新鲜事了。虽然如此重大的地震发生频率并不高，但是算上那些我们感受不到的地震，每年大概会发生500万次！说到底，这些地震发生的主要原因，就在于地球的板块运动。但另一方面，也有一些科学家认为，板块运动可能是孕育生命的重要原因。
有一个事实可能成为这个观点的一个佐证：在太阳系中，地球是唯一拥有板块运动的行星。金星和火星都有小地球的称号，但它们的板块运动早就结束了。为什么地球能够集生命和板块构造两大太阳系独一无二的特性于一身呢？二者之间到底有没有必然联系呢？
答案是不知道，或者说不确定。但是，科学家们仍然对岩石行星的板块构造充满了兴趣，希望能够在地球以外找到同样拥有板块构造的天体，这既有助于了解它与生命的关系，也可以让我们对板块构造本身有更多的了解。
然而，太阳系内的其他岩石行星已经被证明没有板块构造，无奈之下，科学家们只能将希望寄托于系外行星上。
可是，系外行星实在是太远了，想要在几光年甚至是几十、几百光年以外判断一颗行星有没有板块构造，可以说是巧妇难为无米之炊。不过事实证明，这可能只是因为还不够巧。最近，科学家们发现，一颗距离我们大约48.6光年的系外行星上，就很有可能和我们的地球一样，具有着独特的板块构造。
这颗行星名为LHS 3844b，在2018年的时候被NASA的凌日外行星勘测卫星（简称TESS）发现。研究结果表明，它的半径大约是地球的1.3倍，属于一颗超级地球。不过它并不能孕育生命，因为它距离宿主恒星仅有93万公里，不足地月距离的3倍！因此，这颗公转周期仅有11天的行星是一个酷热的炼狱，表面环境十分恐怖。
毫无疑问，在如此近的距离之下，LHS 3844b已经被宿主恒星潮汐锁定，也就是其中一面永远朝向恒星，另一面永远处于黑暗中。在如此近的距离之下，它不太可能还保留自己的大气层，而是光秃秃地暴露在太空中。
由于没有大气流动，因此LHS 3844b的两个面有着恐怖的温差。朝向恒星的一侧可以高达800摄氏度，连金属铝都会融化；而黑暗侧则接收不到光照，因此温度竟然只有-250 ，也就是仅比绝对零度高了23.15K，连氧气都会结冰。
他并不是随口说的，而是和他的同事们根据行星的亮度和可能的温度的相位曲线，同时以此为基础进行了一次复杂的计算机模拟，对可能的内部材料以及热源进行建模，才得出了这个结论：在它的地表以下，可能有物质在半颗星球的尺度上暗中流淌。
而且，LHS 3844b内部，物质的流动模式，甚至和地球还很不一样。
研究人员进行了大量的模拟，其中大部分结果都显示：行星其中一侧的内部只有向上的流动，而另一侧则是只有向下的。但在一些比较少的情况下，会出现完全相反的现象。这种现象令科学家们非常意外，因为这和地球的板块构造有着明显的区别。
同样来自于伯尔尼大学的地球物理学家Dan Bower向我们解释道：“根据我们经常在地球上见到的情况，你可以推测：朝向太阳的较热一侧物质会更轻，因此有向上的流动方向，反之亦然。”
在地球内部，组成地幔的物质的移动过程和温度变化是息息相关的。当岩浆变冷时，它就会变硬，流动性下降，密度也更高；而被加热的一侧岩浆则恰恰相反，流动性比较强，也更像液体。而随着行星表面和地幔物质的状态出现变化时，板块活动也会出现一些改变。
Bower继续说道：“不管是处于行星的哪一侧，只要物质在向上流动，那么它的这一侧就有可能出现此起彼伏的火山运动。”
按照这个理论，那么LHS 3844b极有可能有半颗星球的表面都处于非常活跃的火山喷发状态，遍布着各种各样的火山，仿佛地狱一般。而相对应的，由于另一侧极其寒冷，因此也没有什么火山，反而十分平静。
这种上升流引发的火山，地球上也的确存在，比如冰岛和夏威夷，但也仅限于这些比较特殊的地点。如果我们将尺度放大的话，就会发现这些模型中所模拟出来的板块运动和太阳系内的所有天体都完全不一样。因此，这很有可能意味着有一种我们此前完全不知道的板块构造存在。
Meier指出：“我们的模拟结果展示了这种板块构造模式可能带来的结果，但是这需要通过更加详细的观测来证实。比如说，在更高分辨率的表面温度分布地图的帮助下，可以标示出火山运动中喷发气体加强的区域，或者是检测到火山喷发的气体，而这也正是我们希望此后的研究所能够帮助我们理解的东西。”
因此，想要了解LHS 3844b的表面到底有没有如此剧烈的火山运动以及地表之下的板块构造，我们需要下一代望远镜更加精确的观测结果。但不管怎么说，LHS 3844b都不可能孕育生命，它的表面温度以及裸露的地表都会将生命扼杀在摇篮之中。
即便如此，对它的研究仍然具有重要的意义，这对于我们了解行星内部构造来说，也是一个绝佳的观测对象。
