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熔岩星球演化之謎:韋伯望遠鏡有望揭開極端行星奧秘

熔岩星球是一種環繞恆星極近軌道執行的系外行星,其陽面溫度高到足以熔化矽酸鹽岩石。這些奇特行星為我們理解行星演化提供了獨特視角。

根據最新發表在《自然天文學》期刊的研究,約克大學科學家Boukaré博士團隊提出了一個創新理論框架,來解釋這類行星的大氣與內部結構共同演化過程。

這些大小介於地球與超級地球之間的熔岩星球,公轉週期短於1個地球日,且像月球一樣處於潮汐鎖定狀態,永遠以同一面朝向母恆星。

在陽面,溫度高到不僅能熔化岩石,甚至能使其氣化,創造出太陽系中前所未見的極端環境。正因如此短的軌道週期,這些行星成為天文學家極易觀測的研究物件。

Boukaré博士指出:「熔岩星球的軌道配置極端特殊,使我們無法直接套用太陽系岩石行星的知識來理解它們。我們建立的模擬系統提供了一個概念框架,用來解讀它們的演化歷程,並探討其內部動態與化學變遷。」

當岩石熔化或氣化時,鎂、鐵、矽、氧、鈉和鉀等元素會以不同比例分佈在氣態、液態和固態三相中。熔岩星球獨特的軌道配置使這種氣-液與固-液平衡能維持數十億年,驅動長期的化學演化。

透過精密的數值模擬,研究團隊預測出兩種最終演化狀態:

1. 完全熔融的內部結構(可能為年輕行星):大氣成分反映整體行星組成,熔融內部的熱傳導使陰面保持高溫與活躍

2. 主要為固態的內部結構(可能為年老行星):僅在陽面保留淺層熔岩海,大氣中鈉、鉀和鐵等元素變得稀薄

Boukaré博士表示:「我們非常期待能透過詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀測並區分年老與年輕的熔岩星球。這將是超越傳統系外行星單一快照研究的重要里程碑。」

這項突破性研究不僅有助理解極端環境下的行星演化,更為未來系外行星探索開闢了新方向。