新的研究表明,系外行星 WASP-49b 周圍存在類似木衛一的衛星的可能性似乎越來越正確。人們懷疑這個可能的物體佈滿了火山,在其行星周圍形成了鈉雲。儘管有人聲稱有其他系外衛星(太陽系之外的衛星),但這些現在受到相當大的質疑,因此這可能是我們擁有的關於此類第一顆衛星的最有力證據。
當航海家號任務前往外太陽系研究那裡的巨型行星時,他們發現圍繞它們運行的衛星更加多樣化,而且至少同樣有趣。當 NASA 準備研究其中一顆衛星(並且正在研究),天文學家思考我們發現的圍繞其他恆星運行的行星的軌道上可能存在什麼。
即使使用下一代儀器,任何這樣的衛星肯定太小,我們無法直接看到。理論上,我們可能會檢測到它們在恆星前面經過時投射的陰影,但是關於擬議的衛星表明這不是一條容易的路線。 2019 年,包括 NASA 天文學家 Apurva Oza 博士在內的一個團隊提出,我們可能以另一種方式看到了系外衛星的證據,這表明鈉雲可能是。
艾奧豐富的火山活動是航海家號的偉大發現之一,因此我們知道靠近巨行星的衛星可以透過這種方式噴出大量物質。此外,我們還沒有找到檢測到的鈉的可能的替代解釋。儘管如此,科學仍在尋求比這更有力的證據。
我們真的不知道 WASP-49b 的衛星如果存在的話會是什麼樣子,但這位藝術家進行了猜測。
圖片來源:NASA/JPL-Caltech
現在在加州理工學院工作的奧札繼續探索這個主題。他仍然沒有外衛星存在的絕對證據,但他的團隊證明鈉雲的移動速度比 WASP-49b 更快,使這一論點更加有力。 「我們認為這是一個非常關鍵的證據,」奧札在一份聲明中說道。陳述。 “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。”
Oza 和合著者還表明,鈉會定期更新,並以每秒高達 100,000 公斤(220,000 磅)的驚人速度排放。
WASP-49b是一顆「熱土星」(質量與土星相似但溫度遠高於金星的行星)。根據當它經過恆星前方時穿過其外部大氣層的光線,我們對它的成分有一個大致的了解。主要成分是氫和氦,因此沒有明顯的方法可以排出如此多的鈉。我們也沒有理由認為具有相似成分的恆星 WASP-49 可能是源頭。
艾奧是火山,因為木星的引力和其他伽利略衛星的拉力的結合不斷地拉伸和擠壓它,產生足夠的熱量使其內部熔化。一些從火山噴發的物質回到了月球上,但也有一些逃脫了,只是被木星捕獲,在行星周圍形成了一層雲,從很遠的地方看起來可能有點像我們在WASP-49b 周圍看到的雲。
WASP-49b 與木星(或土星)非常不同,因為它只在 2.8 個地球日內繞一顆溫度不比太陽低多少的恆星運行。除此之外,這意味著恆星的引力是如此之大,以至於彎曲不需要任何其他大型衛星,儘管理論上它們也可能存在。
艾歐會噴出鈉,但還會噴出更多的二氧化硫和其他一些氣體。在這些條件下,鈉比大多數其他元素更容易被照亮,因此 WASP-49b 周圍的雲可能具有更混合的成分,但從這裡只能看到鈉。
儘管系外衛星源似乎是我們對雲的最佳解釋,但仍然存在一個問題——你不能永遠以這樣的速度生產鈉,甚至不能持續很長時間。 WASP-49 據估計已有 70 億年的歷史,因此這些排放不太可能是該系統的原始特徵。
觀測到最長的一次爆發持續了 40 分鐘。地球的火山爆發可以釋放數十億噸的物質,但是 只有極小部分是鈉,幾乎沒有什麼能逃脫地球的引力。如果奧札是對的,那麼外衛星的質量損失得如此之快,以至於它最終會解體,而我們很幸運能夠在它之前發現它。 「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。
另一方面,作者指出,在數十顆其他系外行星周圍也偵測到了鈉雲,因此,如果他們的結論正確,那麼火山衛星可能是宇宙的共同特徵。
該研究發表在開放獲取天體物理學雜誌通訊