太阳系上有液态水的星球(高温系外行星则有矽酸盐成分的砂云)

太阳系上有液态水的星球(高温系外行星则有矽酸盐成分的砂云)(1)

为了解高温系外行星形成矽酸盐云(砂云)机制,天文学家研究棕矮星,发现矽酸盐云只能于固定温度范围形成。

地球常见到云,水随温度改变有三态变化,造云机制相对简单,水在地表以固态冰或液态水存在,温度增高水受热蒸发,形成大气自由漂浮气体,但温度变冷后凝结成小水滴或冰晶形成云。由于不同行星温度及化学成分不同,其他行星形成不同类型的云,如木星以富含氨的云层闻名。

长期以来,天文学家预估部分系外行星会形成矽酸盐云,矽酸盐是行星砂及岩石的构成物质,研究人员认为矽酸盐云形成机制与水云类似,只是矽酸盐云温度更高。

研究人员为了了解机制,分析NASA史匹哲太空望远镜(Spitzer Space Telescope,SST)早期观测的棕矮星红外线资料,棕矮星介于恒星及行星,研究人员分析100多颗棕矮星,并根据温度分组,发现矽酸盐云适合形成的预估温度范围约1,000~1,700°C(约1,900~3,100°F)。温度高于预估范围时,矽酸盐云会蒸发;温度低于预估范围时,矽酸盐云将从大气下沉。研究发表于《皇家天文学会月报》。

太阳系上有液态水的星球(高温系外行星则有矽酸盐成分的砂云)(2)

棕矮星不同温度时,矽酸盐云(砂云)的三态变化。

研究人员认为矽酸盐云存在木星大气层深处,受大气压力影响,深处温度比云顶温度高许多,矽酸盐云不能升更高,因高层温度低,矽酸盐云将凝结下沉,不会保持云状态。如果地球大气层顶温度升高数千度,则地球氨和氢硫化铵云就会蒸发,矽酸盐云可能会在大气层顶部形成。

部分系外行星为1,000~1,700°C,基于这项研究,天文学家认为这类星球可能都有矽酸盐云。

(图片来源:NASA)

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