內容摘要:不同類型行星的內部結構 圖片來源:ESA)行星“半徑谷” 圖片來源:Fulton et al. 2017)及其形成模型示意圖神秘的地球uux.cn報道)據(jù)中國科學報沈春蕾):近期,一支國際聯(lián)合研究團隊
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不同類型行星的內部結構 (圖片來源:ESA)

行星“半徑谷” (圖片來源:Fulton et al. 2017)及其形成模型示意圖
(神秘的地球uux.cn報道)據(jù)中國科學報(沈春蕾):近期,一支國際聯(lián)合研究團隊利用我國郭守敬望遠鏡(LAMOST)并結合國際上的學雜星何形成蓋亞(Gaia)和開普勒(Kepler)空間望遠鏡數(shù)據(jù),得到了行星半徑分布隨宿主恒星年齡和金屬豐度的志亞
上海模特包夜(電話微信180-4582-8235)提供一二線城市可以真實可靠快速安排30分鐘到達演化規(guī)律。相關研究成果近日發(fā)表于《天文學雜志》。海王和演化
據(jù)悉,天文20世紀90年代至今,學雜星何形成人類發(fā)現(xiàn)的志亞系外行星已超過5000顆。但迄今為止發(fā)現(xiàn)的海王和演化最豐富的行星類型既不是氣態(tài)巨行星也不是巖石行星,而是天文太陽系中沒有的,大小介于地球和海王星之間的學雜星何形成行星。
其中,志亞比地球略大(約1~2倍地球半徑)的海王和演化稱為“超級地球”,比海王星略小(約2~4倍地球半徑)的天文稱為“亞海王星”。這些行星的學雜星何形成結構是怎樣的呢?它們又是如何形成和演化的呢?
隨著系外行星大量被發(fā)現(xiàn),科研人員對其大樣本的志亞
上海模特包夜(電話微信180-4582-8235)提供一二線城市可以真實可靠快速安排30分鐘到達統(tǒng)計表明,行星出現(xiàn)率在行星大小為兩個地球半徑附近存在一個低谷,稱為“行星半徑谷”。這一發(fā)現(xiàn)為揭示行星的內部結構提供了關鍵的新線索和方向。
已有的研究認為,半徑谷左側的超級地球是放大版的地球,在更大的石質內核外包裹著稀薄大氣,但右側亞海王星的結構尚不清楚。
關于這個行星半徑谷的形成機制,目前研究提出的理論模型一般可分為兩類:演化模型和原初形成模型。
演化模型認為,亞海王星由石質內核和厚厚的氣體包層組成。在外部恒星的輻射(稱為光致蒸發(fā))或者行星內核儲存的熱量(稱為行星核熱)的作用下,部分亞海王星的大氣包層被剝離,僅留下了石質內核,也就是超級地球。
原初演化模型認為,半徑谷是行星形成的自然結果,如一些研究認為其兩側分別對應著成分不同的兩類行星:致密石質超級地球和富水/冰的亞海王星(如表面被數(shù)百到數(shù)千公里的海洋覆蓋的“海洋行星”)。
國際聯(lián)合研究團隊采用估計年齡的運動學方法,即借助LAMOST和Gaia的觀測數(shù)據(jù)對Kepler行星系統(tǒng)的宿主恒星的運動速度做精確刻畫,并以此估計年齡,研究了系外行星“半徑谷”隨宿主恒星年齡和金屬豐度的演化規(guī)律。
他們發(fā)現(xiàn),隨著年齡的增大,亞(類)海王星的平均半徑逐漸減小,而超級地球的平均半徑則幾乎不變。這很可能意味著亞海王星年輕的時候包含足夠厚的氣體包層,隨著年齡增大,行星逐漸冷卻,包層收縮,半徑減小。這一結果更加支持演化模型,表明(至少部分)亞海王星是氣體矮巨星。
他們還發(fā)現(xiàn)行星“半徑谷”在恒星形成早期已初步形成,并隨著年齡增大而越來越明顯。同時超級地球和亞海王星的數(shù)量比也越來越大,這也與演化理論的預期一致:部分亞海王星(氣體矮巨星)被剝離大氣,演變?yōu)槌壍厍颉?br>從定量上看,行星半徑在早期通過光致蒸發(fā)效應初步形成,后期在行星核熱的作用下進一步加強。此外,研究發(fā)現(xiàn)亞海王星更傾向于出現(xiàn)在富鐵和富鎂/硅/鈣的恒星周圍,表明金屬元素 (鐵、鎂、硅、鈣等) 在亞海王星的形成中發(fā)揮了重要作用。
研究人員透露,這篇文章是"系外行星的空間分布和年齡演化"(英文簡稱為PAST,中文簡稱"穿越")系列的第三篇文章,更多"穿越"系列的后續(xù)工作正在進行和準備中。
相關論文信息:https://doi.org/10.3847/1538-3881/ac641f