加热的陨石提供了行星大气的线索

加州大学圣克鲁斯分校的研究人员对类地岩石行星的初始大气进行了一项新的实验室研究,他们在高温炉中加热原始陨石样品,并分析了释放的气体。

他们的研究结果发表在4月15日的《自然天文学》上,表明类地行星的初始大气可能与行星大气理论模型中使用的许多常见假设有很大不同。当我们开始用新望远镜和先进仪器观测系外行星大气时,这些信息将非常重要。

加热的陨石提供了行星大气的线索

据认为,岩石行星的早期大气主要是由行星表面释放的气体形成的,这些气体是行星形成过程中积累的巨大热量以及后来在行星形成的早期火山活动的结果。

当行星的组成部分聚集在一起时,物质被加热,气体被产生,如果行星足够大,气体将被保留为大气层。我们正试图在实验室模拟这个非常早期的过程,当时行星的大气正在形成,因此我们可以对其进行一些实验上的限制。

这些陨石是从构成我们太阳系中的行星的构成材料中遗留下来的。尖晶石与其他类型的陨石的不同之处在于,它们的温度不足以使其熔化,因此它们保留了一些较原始的成分,这些成分可以告诉我们有关行星形成时太阳系的组成的信息。

行星大气模型通常假设太阳丰度,即与太阳相似的成分,因此以氢和氦为主。然而,根据陨石排出的气体,你会认为水蒸气是主要气体,其次是一氧化碳和二氧化碳。对于从太阳星云获得大气层的木星大小的大行星来说,利用太阳丰度是很好的,但是较小的行星被认为更多地从气体释放中获得大气层。

研究人员将他们的结果与基于陨石成分的化学平衡模型的预测进行了比较。从定性上讲,得到的结果与化学平衡模型预测的结果非常相似,但也存在一些差异你需要通过实验来了解实际情况。我们希望对各种各样的陨石进行研究,为系外行星大气的理论模型提供更好的约束。

其他研究人员也做过陨石的加热实验,但那些研究是出于其他目的,使用了不同的方法。很多人对陨石进入地球大气层后会发生什么感兴趣,所以这类研究并没有考虑到这个框架来理解气体的流出。

加热的陨石提供了行星大气的线索

为这项研究分析的三块陨石分别是1969年落在澳大利亚的默奇森球粒陨石; 2013年在西撒哈拉收集的吉比莱特·温瑟尔万陨石; 以及2019年落在哥斯达黎加的阿瓜斯萨卡斯陨石。

使用我们太阳系的陨石来了解其他恒星周围的系外行星可能看起来有点武断,但是对其他恒星的研究发现,这种物质实际上在其他恒星周围很常见。

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页面更新:2024-03-11

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