遙遠的行星可能擁有像木星的木衛一一樣的火山衛星

美國太空總署噴射推進實驗室進行的新研究揭示了一顆岩石火山衛星圍繞距離地球 635 光年的系外行星運行的潛在跡象。最大的線索是鈉雲，研究結果顯示它與系外行星（一顆土星大小的氣態巨行星 WASP-49 b）接近但略有不同步，儘管還需要進一步的研究來證實鈉雲的行為。在我們的太陽系內，木星火山衛星木衛一的氣體排放也會產生類似的現象。

雖然沒有系外衛星（在我們的太陽系之外）已被確認，多個候選者已被確定。這些行星伴星很可能未被發現，因為它們太小太暗，目前的望遠鏡無法偵測到。

WASP-49 b 周圍的鈉雲於 2017 年首次被發現，引起了 Apurva Oza 的注意，他曾是 NASA 噴射推進實驗室的博士後研究員，現在是負責管理 JPL 的加州理工學院的科學家。奧札花了數年時間研究如何透過火山活動來探測系外衛星。

例如，木衛一，我們太陽系中火山最多的天體，不斷噴發、鈉、鉀和其他氣體，可以在木星周圍形成巨大的雲，其半徑可達這顆巨行星半徑的 1,000 倍。即使天文學家觀察另一個恆星系統，也有可能偵測到像木衛一那樣的氣體雲，即使本身太小，看不見。

WASP-49 b 及其恆星主要由氫和氦組成，並含有微量的鈉。兩者都含有足夠的鈉來解釋雲，而雲似乎來自每秒產生約 220,000 磅（100,000 公斤）鈉的來源。即使恆星或行星能夠產生那麼多的鈉，目前還不清楚什麼機制可以將其噴射到太空中。

來源可能是火山外衛星嗎？奧札和他的同事試圖回答這個問題。這項工作立即被證明具有挑戰性，因為從如此遠的距離來看，恆星、行星和雲經常重疊並佔據太空中同一個微小而遙遠的點。因此團隊必須隨著時間的推移觀察系統。

一朵雲在移動

正如一項新研究中詳細介紹的發表在天文物理學期刊通訊，他們發現了一些證據，表明雲是由一個繞地球運行的獨立物體產生的，儘管還需要更多的研究來證實雲的行為。例如，他們的兩次觀察表明，當雲層不在行星旁邊時，其尺寸突然增大，就好像正在補充燃料一樣。

他們也觀察到雲的移動速度比行星快，這似乎是不可能的，除非它是由另一個獨立於行星且比行星移動得更快的物體所產生的。

「我們認為這是一個非常關鍵的證據，」奧札說。 “如果雲是地球大氣層的一部分，它的運動方向與物理學告訴我們的方向相反。”

雖然這些觀察引起了研究團隊的興趣，但他們表示，他們需要觀察該系統更長時間才能確定雲的軌道和結構。

有機會出現火山雲

為了進行部分調查，研究人員使用了位於智利的歐洲南方天文台甚大望遠鏡。奧札的合著者、天文台研究員茱莉亞·塞德爾確定，這團雲位於行星大氣層上方的高處，就像木衛一周圍產生的氣體雲一樣。

他們還使用電腦模型來說明外月場景並將其與數據進行比較。系外行星 WASP-49 b 每 2.8 天繞恆星運行一次，有時鐘般的規律，但雲團在恆星或行星後面的出現和消失的時間間隔看似不規則。

奧扎和團隊利用他們的模型表明，繞地球運行八小時的衛星可以解釋雲的運動和活動，包括它有時似乎在地球前面移動的方式，並且似乎與行星雲無關。

噴射推進實驗室的行星地質學家羅莎莉·洛佩斯（Rosaly Lopes）與奧扎共同撰寫了這項研究，她說：「有非常令人信服的證據表明，除了行星和恆星之外，還有其他東西在產生這種雲。 “探測到外衛星將是非常了不起的事情，而且由於木衛一的存在，我們知道火山外衛星是可能的。”

暴力的結局

在地球上，火山是由地球形成時遺留下來的核心熱量所驅動的。另一方面，木衛一的火山是由木星的引力驅動的，當月球靠近木星時，木星的引力會擠壓月球，而當月球遠離木星時，木星的引力就會減弱。這種彎曲使小衛星的內部升溫，導致了一種稱為潮汐火山作用的過程。

如果 WASP-49 b 擁有與地球大小相似的衛星，Oza 和團隊估計質量的快速損失加上行星引力的擠壓最終將導致其解體。

「如果那裡真的有月亮，那將會有一個非常具有破壞性的結局，」奧扎說。