比我们自己更大的所谓超级地球的岩石行星,在我们的银河系中出奇地丰富,是最可能居住的行星。更好地了解其内部结构将有助于预测不同的行星是否能够产生磁场,这被认为有利于生命的生存。
欧洲科学家在距我们124光年的行星上发现了大气水。在这个被称为K2-18 b的遥远世界上,可能会形成云层甚至降雨。该行星位于天文学家称为宜居区域的内部,其温度可能使生命在那里繁衍生息。
岩石星球的质量是地球的八倍,被称为超级地球。这是地球和海王星之间大小的行星的名称。 “超地球实际上是我们银河系中最常见的行星类型,”英国伦敦大学学院太阳系外行星探险家Ingo Waldmann博士说,他是报道水世界K2-18 b存在的科学家之一。 。超级地球也是外星生命的居住地。
1995年,发现了第一个绕着我们自己的太阳系活动的恒星运行的行星。此后,开普勒太空望远镜提高了发现速度,目前已知有4000颗系外行星。最初,恒星附近的大型气态巨人“炽热的木星”似乎最常见,但是随着越来越多的超级地球堆积起来,科学家们对它们的丰富度感到困惑。
瓦尔德曼博士说:“发现的早期系外行星系统很简单,一颗炽热的木星绕着一颗恒星旋转。我们并没有真正期待像超级地球这样的东西,但是后来它们开始出现了。” “目前我们对超级地球一无所知,因为它们不存在于我们自己的太阳系中。”
多样的
这些神秘的行星中的大多数是在小恒星前经过并引起星光变暗时发现的。据此,研究人员可以算出行星的质量和半径,证据表明这些世界的构成极为不同。
瓦尔德曼博士说:“超级地球真的可以是各种各样的东西。”他举了一个例子:55 Cancri e,这是一个具有熔岩海洋且温度足以熔化铁的温度的行星,以及Gliese 1214 b,这是一个潜在的主要由水组成的海洋行星。科学家通过研究星光穿过时推断出行星大气中的分子。
知道这些遥远的行星内部发生的事情要困难得多。 École的行星矿物学家Razvan Caracas博士说:“我们可以查看恒星的表面,以获得有关行星的化学和组成的提示,这可以提示我们行星中可能存在多少铁或硅。”法国里昂高等师范学校。
这很重要,因为取决于是否有实心核(可能由镍,镍和铁制成)和液态金属外核,行星可能会或可能不会有磁场。地球磁场通过偏转带电粒子流,使它们无法到达我们的行星表面,从而使大部分太阳辐射远离我们。研究人员认为,这种屏蔽对于生活在其他地方的生存是必不可少的。
加拉加斯博士监督了一个名为ABISSE的项目,该项目在极高的压力下对各种铁镍混合物进行了计算机模拟,以观察它们的表现。这些是可能位于超级地球核心的金属,但目前尚不清楚铁和镍是否会混合在一起,分离成不同的层或在大行星内部的强压力下变成液体。
通过了解镍和铁的比例可能产生的核心结构的类型,科学家希望根据我们对它们的化学成分的了解,来了解超级地球内部可能发生的情况。
保护
卡拉卡斯博士解释说:“两个磁芯的行为可能有所不同,一个磁芯可能具有磁场,而另一个则没有。” “更强的磁场可以为您提供更好的表面保护,使其免受阳光的照射,这意味着您可以使有机分子变得更加复杂。”
CNRS和法国巴黎索邦大学的实验物理学家Guillaume Fiquet博士还试图通过名为PLANETDIVE的项目来了解超地球内部。他说:“当人们谈论行星的宜居性时,这通常与磁场的存在有关,磁场本身与某种金属核或至少导电材料(剧烈运动)有关。”
他正在研究像铁这样的材料在超地球内部的压力下的行为,这种压力可能高达1太帕斯卡,是地球内部压力的三倍。这将原子挤压在一起并可以改变材料的属性,这意味着我们对它们在地球上的行为的了解可能不适用于系外行星。
菲奎特博士说:“系外行星可以是比地球更大的行星,这意味着压力和温度可能更大。”这迫使我们尝试开发新的工具,以访问未知的特殊物质状态。 ”
Fiquet博士通过重新创造可能位于这些奇异行星中心的高温和极端压力,揭示了这个谜团。他以极小的比例做到这一点,以微小的金属规格发射强大的激光,或将其挤压在微小的钻石砧之间。
这种实验设置帮助他绘制了铁等元素的熔化曲线,这些元素可能在高压下位于超级地球的核心。 Fiquet博士说,这些可以用于改善科学家用来推断超级地球内部发生的物质特性,并最终进一步了解其整体化学组成。
同时,Waldmann博士领导研究,协助天文学家使用人工智能(AI)处理未来系外行星发现的超地球数据。瓦尔德曼博士说,我们需要人工智能,因为所有这些数据都极难分析,而我们将被牵扯到只能手工做的极限。”
超级地球是地球外生命存在的主要候选者。例如,他通过ExoAI项目开发的AI将帮助天文学家解释系外行星大气中化学物质的观测结果,并告诉他们超级地球是否值得进一步研究。
瓦尔德曼博士补充说:“那是圣杯。” “由于生命,可以在超地球的大气层中寻找化学特征。希望我们将在未来的几年或几十年内实现。”