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第25章 CoRoT-7b

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2.3 温度:2500摄氏度的“熔岩地狱”

由于轨道极近母星,CoRoT-7b的昼半球温度高达2500摄氏度(约2773开尔文)——足以熔化硅酸盐岩石(岩石熔点约1500-2000摄氏度)。即使夜半球,温度也高达1500摄氏度以上。这种极端高温,让CoRoT-7b成为一个“没有固态表面的熔岩世界”。

三、“岩石行星”的确认:密度与演化的双重证据

为什么说CoRoT-7b是“岩石行星”?答案藏在密度与演化模型中。

3.1 密度:岩石的“指纹”

行星的密度(质量/体积)是判断其成分的关键指标:

气态巨行星(如木星)密度低(约1.3克/立方厘米),主要由氢氦组成;

冰质行星(如天王星)密度中等(约1.27克/立方厘米),含大量水、氨等冰物质;

岩石行星(如地球)密度高(约5.5克/立方厘米),主要由硅酸盐岩石和金属核心组成。

CoRoT-7b的密度约为5.6克/立方厘米,与地球几乎一致——这直接证明它的主体是岩石和金属,而非气体或冰。

3.2 演化模型:为什么它没变成“热木星”?

此前,天文学家认为“近恒星轨道”只能存在气态巨行星——因为气态物质更容易在恒星引力下聚集。但CoRoT-7b的存在,推翻了这一假设:

根据行星形成模型,CoRoT-7b可能诞生于恒星周围的“岩石盘”(由尘埃和岩石碎片组成)中。由于轨道极近母星,盘中的岩石物质被快速吸积,形成了一颗岩石行星。而气态物质则因恒星的高温与辐射,无法聚集——因此CoRoT-7b没有像热木星那样拥有浓厚的气态大气层。

四、极端环境:“熔岩海洋”与“消失的大气层”

CoRoT-7b的极端温度,塑造了它独一无二的表面环境:

4.1 昼半球:沸腾的熔岩海洋

由于温度高达2500摄氏度,CoRoT-7b的昼半球表面完全熔化,形成了一片全球性的熔岩海洋。这片海洋的深度可能达到数百公里,表面不断翻滚着岩浆泡,释放出大量的金属蒸汽(如钠、钾)。

2011年,斯皮策太空望远镜观测到CoRoT-7b的红外辐射中存在钠和钾的吸收线——这是熔岩海洋蒸发的直接证据。这些金属蒸汽在行星周围形成了一层“薄雾”,但很快被恒星风吹散,无法形成稳定的大气层。

4.2 夜半球:冷却的“岩石荒漠”

夜半球虽然没有阳光照射,但温度仍高达1500摄氏度以上。这里的岩石会缓慢冷却,形成一层“凝固壳”,但由于内部仍在熔化,表面会不断出现裂缝,释放出岩浆流。

更极端的是,CoRoT-7b的自转与公转同步(潮汐锁定)——它始终以同一面朝向母星。这意味着昼半球永远是白天,夜半球永远是黑夜,两者的温差高达1000摄氏度。

五、科学意义:系外行星多样性的“里程碑”

CoRoT-7b的发现,对天文学的意义远超“第一颗岩石系外行星”:

5.1 改写“近恒星行星”的认知

此前,天文学家认为近恒星轨道只能存在气态巨行星(热木星)。但CoRoT-7b证明,岩石行星也能在超近轨道存活——只要它的形成环境中有足够的岩石物质,且气态物质无法聚集。这拓展了人类对系外行星轨道分布的理解。

5.2 为“宜居行星”划边界

宜居行星的核心条件是“液态水存在”——这需要轨道距离母星在“宜居带”内(即温度在0-100摄氏度之间)。CoRoT-7b的极端高温,明确告诉人类:近恒星轨道不可能存在宜居行星。宜居带必须远离母星,才能让水保持液态。

5.3 行星演化的“活实验室”

CoRoT-7b的演化历史,是研究“岩石行星在极端环境下的命运”的绝佳样本。它的表面没有液态水,没有大气层,只有熔岩海洋——这让我们看到了地球如果“离恒星太近”会变成什么样子。

结语:CoRoT-7b的启示——宇宙中的“极端之美”

CoRoT-7b不是一颗“适合人类居住”的行星,却是人类探索宇宙的重要里程碑。它的发现,让我们意识到:

宇宙中的行星远比我们想象的多样;

岩石行星可以在最极端的环境中存在;

人类的好奇心,能突破技术的限制,触及宇宙的深处。

如今,随着詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST)的升空,我们能更精确地观测CoRoT-7b的大气层与表面——或许会发现更多关于它的秘密。但无论如何,CoRoT-7b已经完成了它的使命:它让我们第一次看到了“岩石行星的极端形态”,也为人类寻找“第二个地球”提供了更清晰的方向。

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