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系外行星是什麼樣的?科學家在地球上「打造」了系外行星

在這個宇宙中,人類是不是孤獨的,我們不知道,但地球絕對不是孤獨的。

在茫茫宇宙中,有著無數顆恆星。這些恆星周圍,普遍也有屬於自己的行星。截至目前,科學家已經發現了數千顆系外行星。

系外行星是什麼樣的?科學家在地球上「打造」了系外行星

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當我們發現的系外行星越來越多的時候,就會發現,它們和太陽系的行星差別非常巨大。在太陽系,行星分為兩類——岩石行星和氣體行星,其中岩石行星非常小,最大的地球直徑只有12756公里;氣體行星非常大,最小的海王星,直徑接近50000公里。

然而,在宇宙中的系外行星,比地球大得多的岩石行星非常常見,比海王星小的多的氣體行星也比比皆是(雖然整體上還是氣體行星大於岩石行星)。

同時,太陽系距離太陽最近的水星,軌道半長軸大約是5800萬公里。而在太陽系以外,距離宿主恆星非常近的天體也非常多,軌道半長軸僅僅幾百萬公里的情況十分常見。

那麼,系外行星的表面究竟是一個怎樣的世界呢?它們有著怎樣的表面?物質是以怎樣的形式分布?大氣環境如何呢?

這些我們都不知道,只有一點可以肯定,那些「特殊」的環境下,物質顯然會和地球表面非常不一樣。

加州大學洛杉磯分校理論礦物物理學家拉爾斯·斯蒂克斯魯德相信,在那些「超級地球」的表面,一定有很多特殊的晶體,它們在極端高壓的情況下,以非常奇怪的方式排列。

目前來說,科學家們更多的是通過太陽系行星的現狀,來類比於系外行星的環境。不過,這顯然是不夠的——太陽系行星表面的環境太「溫柔」了。事實上,即使是人類的科技,用常規的科學設備,也很難模擬出系外行星的恐怖壓力。

普林斯頓大學礦物物理學家湯姆·杜菲帶領的研究組提出了一種方案,在地球上模擬出系外行星的高壓環境。

系外行星是什麼樣的?科學家在地球上「打造」了系外行星

在他的方案中,首先取研究對象的一小塊樣本(確實非常小,只有一平方毫米),然後用激光照射。我們知道,激光是具有比較大的能量的,它可以迅速讓樣本升溫,甚至超過氣體,轉化成物質的第四狀態——等離子態。

就這樣,一部分樣本溫度過高,會發生崩裂的現象,崩飛到四處。同時,它崩出來時,還會對下面部分的樣本產生反作用力,也就是一種壓力。這就好像你踩在電子秤上起跳的瞬間,會發現電子秤的示數升高了一樣。在這個樣本上,這種壓力非常巨大。此時,受到這個壓力的剩餘部分樣本,就會出現類似於系外行星的高壓環境。

但是,我們知道,這個過程幾乎就是一個瞬間完成的事。升溫的部分一瞬間就會崩飛,力也就瞬間出現、瞬間消失。科學家介紹,這樣的變化,僅僅持續1納秒,也就是一億分之一秒。因此,這對於科學家的觀測來說,無疑是一個巨大的挑戰。

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這樣看來,模擬系外行星的大氣環境看起來更容易一些,畢竟人類可以創造的高溫,遠遠超過了系外行星的溫度。

話說回來,我們距離了解系外行星的環境還有著非常遙遠的距離。在地球上研究,終究只是隔靴搔癢。人類何時能夠實際登陸到系外行星實地考察,才是解決一切問題的最根本辦法~

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