大气层的作用,飞船为什么不能缓慢进入大气层

首页 > 科学 > 作者:YD1662022-12-12 07:30:40

“当人们想研究碎屑盘中的气体成分时,一氧化碳通常是最显眼的,因此它也是最早被探测到的,”Schneiderman在一项报告中这样说,“所以我们再次看向HD 172555的一氧化碳数据,因为这的确是一个有趣的恒星系统。”

科学家们有能力探测恒星周围的一氧化碳。当他们测量一氧化碳的含量时,他们发现HD 172555周围的气体含量与金星那地狱般的大气中所含一氧化碳的20%是相等的。他们也发现大量的一氧化碳出人意料地在近距离内环绕着恒星——大约7.5个天文单位(AU),也就是日地平均距离的7.5倍。

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在距离恒星如此之近的地方有一氧化碳的踪迹,这是一个谜题,因为分子通常在光致离解的作用下会变得十分脆弱。光致离解就是光子(或者说是光的粒子)分解并破坏化学物质的过程。一般情况下,恒星周围基本没有一氧化碳,这让研究者们不得不提出多种设想并分析,来解释HD 172555周围一氧化碳的存在。

科学家们迅速排除了一种预测——超新星遗迹中一氧化碳含量上升。先前的研究表明一氧化碳几乎不能持续存在超过恒星生命周期的第一个300万年之久,这比HD 172555两千三百万年的年龄短得多。

研究者们查证了另一种预测——一氧化碳由许多闯入遥远小行星带的冰彗星释放,这些小行星带类似于太阳系的柯伊伯带。此时他们发现,这种预测不能解释星尘中矿物质的来源。

天文学家认为能解释所有数据的最佳预测是两颗原行星的巨大撞击——“更大的前身天体、更小的碰撞物”,Schneiderman说,“能量是巨大的——这次撞击会导致部分‘躯体’熔化,所以一些物质很可能原地不动,而另一些物质会被甩出前身天体。”

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“现在我们来说说大气层。一些大气会被撞击固态天体的那些碰撞物推出,当震动波穿越大气层时,另一部分大气会从行星的剩余部分中被推出,还有一部分大气可能会在更长的时间周期内被剥除,”Schneiderman补充道,“这场撞击会给大气层传递能量,这会导致大气层受热增温。大气一旦被加热,就更容易逸散了。”

Schneiderman说,在如HD 172555一样年轻的行星系统中,天文学家们期待巨大撞击,这是很平常的。当提到那些能解释恒星周边检测到一氧化碳这一结果的巨大碰撞时,她特别指出时间尺度、行星年龄和对形成与塑造恒星周边矿物质的约束条件起了重要作用。

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“一场巨大碰撞是对系统特征的最佳解释。”Schneiderman这样说。

最近,研究者们估计,一氧化碳来自至少20万岁的巨大行星,对于恒星来说,20万年的时间太短以至于不能完全摧毁大气。由于气体如此之多,他们认为这次碰撞发生在两个巨大天体之间,很有可能是两个大小与地球相似的原行星。

“我认为一个真正具有批判性的暗示是:在巨大撞击的余波中被释放的气体会持续停留很长时间,这会影响系统长期演化的方式。”Schneiderman称,“用当前的ALMA望远镜配置额外观测这一系统会是一件很令人兴奋的事情——ALMA望远镜配置已于2012年升级并测试,这会使我们理解该系统的更多细节。”

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