系外行星是什么样的?科学家在地球上“打造”了系外行星

在这个宇宙中,人类是不是孤独的,我们不知道,但地球绝对不是孤独的。

在茫茫宇宙中,有着无数颗恒星。这些恒星周围,普遍也有属于自己的行星。截至目前,科学家已经发现了数千颗系外行星。

当我们发现的系外行星越来越多的时候,就会发现,它们和太阳系的行星差别非常巨大。在太阳系,行星分为两类——岩石行星和气体行星,其中岩石行星非常小,最大的地球直径只有12756公里;气体行星非常大,最小的海王星,直径接近50000公里。

然而,在宇宙中的系外行星,比地球大得多的岩石行星非常常见,比海王星小的多的气体行星也比比皆是(虽然整体上还是气体行星大于岩石行星)。

同时,太阳系距离太阳最近的水星,轨道半长轴大约是5800万公里。而在太阳系以外,距离宿主恒星非常近的天体也非常多,轨道半长轴仅仅几百万公里的情况十分常见。

那么,系外行星的表面究竟是一个怎样的世界呢?它们有着怎样的表面?物质是以怎样的形式分布?大气环境如何呢?

这些我们都不知道,只有一点可以肯定,那些“特殊”的环境下,物质显然会和地球表面非常不一样。

加州大学洛杉矶分校理论矿物物理学家拉尔斯·斯蒂克斯鲁德相信,在那些“超级地球”的表面,一定有很多特殊的晶体,它们在极端高压的情况下,以非常奇怪的方式排列。

目前来说,科学家们更多的是通过太阳系行星的现状,来类比于系外行星的环境。不过,这显然是不够的——太阳系行星表面的环境太“温柔”了。事实上,即使是人类的科技,用常规的科学设备,也很难模拟出系外行星的恐怖压力。

普林斯顿大学矿物物理学家汤姆·杜菲带领的研究组提出了一种方案,在地球上模拟出系外行星的高压环境。

在他的方案中,首先取研究对象的一小块样本(确实非常小,只有一平方毫米),然后用激光照射。我们知道,激光是具有比较大的能量的,它可以迅速让样本升温,甚至超过气体,转化成物质的第四状态——等离子态。

就这样,一部分样本温度过高,会发生崩裂的现象,崩飞到四处。同时,它崩出来时,还会对下面部分的样本产生反作用力,也就是一种压力。这就好像你踩在电子秤上起跳的瞬间,会发现电子秤的示数升高了一样。在这个样本上,这种压力非常巨大。此时,受到这个压力的剩余部分样本,就会出现类似于系外行星的高压环境。

但是,我们知道,这个过程几乎就是一个瞬间完成的事。升温的部分一瞬间就会崩飞,力也就瞬间出现、瞬间消失。科学家介绍,这样的变化,仅仅持续1纳秒,也就是一亿分之一秒。因此,这对于科学家的观测来说,无疑是一个巨大的挑战。

这样看来,模拟系外行星的大气环境看起来更容易一些,毕竟人类可以创造的高温,远远超过了系外行星的温度。

话说回来,我们距离了解系外行星的环境还有着非常遥远的距离。在地球上研究,终究只是隔靴搔痒。人类何时能够实际登陆到系外行星实地考察,才是解决一切问题的最根本办法~

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