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地球蒸发模拟有助于解释超大地球的大气层

<p>华盛顿大学的科学家模拟了类似地球的热行星的气氛,例如CoRoT-7b,这里显示的是艺术家的概念CoRoT-7b离它的恒星很近,它的恒星一侧是熔岩的海洋</p><p>寻找大气就像模拟产生的一样,天文学家应该能够识别类似地球的系外行星A Leger et al / Icarus为了更好地理解天文学家在观察超地球的大气层时应该看到什么,科学家正在使用计算机模拟看看地球和类似地球的行星将如何应对影响这些系外行星的力量在科幻小说中,邪恶的霸主和敌对的外星人经常威胁着地球的蒸发在“星系旅行指南”的开头,官方的官僚外星人称为Vogons,宇宙中第三差的诗歌的作者,实际上贯彻了威胁,摧毁了地球,为超空间快速路线让路我们的科学家并不满足于谈论蒸发地球的问题,“圣路易斯华盛顿大学地球与行星科学教授布鲁斯·费格利说道,言语紧紧地贴在脸上”我们想要明白它究竟会发生什么样的事情“事实上,Fegley博士和他的同事Katharina Lodders博士是目前在美国国家科学基金会任职的地球和行星科学研究教授,Laura Schaefer目前是哈佛大学的研究生,他已经蒸发了地球 - 如果只是通过模拟,那就是数学和计算机内部他们不只是练习他们邪恶的霸主技能通过烘焙模型地球,他们试图弄清楚当天文学家看到超级地球的大气层时应该看到什么学习行星的成分超级地球是我们的太阳系外行星(系外行星),它们比地球更重,但质量比海王星低,并且由海王星组成</p><p>岩石代替天然气由于用于寻找它们的技术,大多数探测到的超级地球是那些靠近它们的恒星运行的轨道 - 在岩石融化距离内它们的NSF和NASA资助的研究,在8月10日出版的“天体物理学杂志”表明,类似地球的行星与这些外行星一样热,其气氛主要由蒸汽和二氧化碳组成,少量其他气体可用于区分一个行星组成与另一个星球组成WUSTL团队正在与Dr合作马克马利在美国宇航局艾姆斯研究中心的研究小组将他们计算出的气体丰度转化为合成光谱,行星猎人可以将它们与它们测量的光谱进行比较受到退化的影响在有利的情况下,行星狩猎技术使天文学家不仅可以找到系外行星,还可以测量它们的平均密度平均密度和理论模型让天文学家能够找到它们lk气体巨行星的化学成分,但在岩石行星的情况下,可能多种多样的岩石成分通常可以加入几种不同的方法来达到相同的平均密度</p><p>这是一个结果科学家,他们更喜欢每个问题一个答案,称为简并如果行星在它的恒星前面经过,所以天文学家可以观察到行星大气过滤的恒星发出的光,他们可以确定行星大气的成分,这可以让他们区分出替代的大块行星成分“天文学家并不疯狂可以做到这一点,更多人正在研究这些过境系外行星的大气层,“Fegley说”现在,有八个过境系外行星,天文学家已做过一些大气测量,可能会在不久的将来报告更多“”我们模拟了热的超级地球的大气层,因为天文学家正在寻找它,我们想要预测它们应该是什么当他们看到大气来破译行星的本质时,他们正在寻找,“Fegley说两个模型地球即使行星被称为超级地球,Fegley说,这个术语是指他们的质量,并没有声称他们的组成,更不用说他们的可居住性但是,他说,你从你所知道的开始 该小组对两种类型的伪地球进行了计算,其中一种具有类似于地球大陆地壳的组成,另一种称为BSE(块状硅酸盐地球),在大陆地壳形成之前具有类似地球的成分,这是在地壳形成之前原始地球的硅酸盐部分的组成Fegley说,两种模型之间的差异是水地球的大陆地壳以花岗岩为主,但是你需要水来制造花岗岩如果你没有水,你最终得到了像金星这样的玄武岩外壳这两种结壳大多是硅和氧,但是玄武岩地壳富含铁和镁等元素Fegley很快就承认地球的大陆地壳不是无生命行星的完美模拟物,因为它有在过去的40亿年中,生命的存在改变了这种生活,这种生命既氧化了地壳又导致了大量减少碳的储层的产生,例如以coa的形式l,天然气和石油雨水和岩石团队用作参考的超级地球被认为表面温度在270到1700摄氏度(C)之间,大约在520到3,090华氏度之间</p><p>相比之下,全球平均表面温度约为15摄氏度(59华氏度),厨房的烤箱温度高达450华氏度</p><p>利用热力学平衡计算,该团队确定哪些元素和化合物在这些外来温度下是气态的“液体岩石的蒸汽压力随着加热而增加,正如水的蒸汽压力随着锅煮沸而增加,“Fegley说”最终这将岩石的所有成分都放入大气中“大陆地壳融化Fegley说,在大约940 C(1,720 F),大约在1730 C(3,145 F)处的大块硅酸盐地球也会在岩石加热并融化时从岩石中释放出来的气体</p><p>他们的计算显示大气层通过蒸汽(来自汽化水和水合矿物)和二氧化碳(来自汽化碳酸盐岩),两种模型地球将在很宽的温度范围内占主导地位</p><p>模型之间的主要区别在于BSE大气层更加减少,这意味着它包含如果存在氧气会氧化的气体在低于约730°C(1,346°F)的温度下,BSE气氛会含有甲烷和氨这很有趣,Fegley说,因为甲烷和氨在被光照照射下结合形成氨基酸正如他们在生活起源的经典Miller-Urey实验中所做的那样,在温度高于730摄氏度时,二氧化硫会进入大气层,Fegley说:“那么系外行星的大气就像金星一样,但是蒸汽,”Fegley说然而,热岩石最具特征的是一氧化硅,它可以在1,430 C(2,600 F)或更高的温度下在两种类型的行星的大气中发现这导致了有趣的可能性,当正面系统穿过这个充满异国情调的大气层时,一氧化硅和其他形成岩石的元素可能会凝结并像鹅卵石一样下雨</p><p>问他的团队是否曾将温度调高到足以使整个地球蒸发,而不仅仅是地壳和地幔,Fegley承认他们做了“你留下了一个大气球,用鹅卵石和液态铁水滴敲打你的头部,”他说,“但我们没有把它放到纸上因为天文学家发现的系外行星只是部分蒸发,“他说来源:Diana Lutz,圣路易斯华盛顿大学图片:

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