随着天文学家开始收集行星大气层的数据,我们正在了解它们的组成和演化。厚厚的大气层是最容易研究的,但这些厚厚的大气层也会隐藏行星的表面。例如,类似金星的世界有很厚的大气层,因此无法看到行星的地形。似乎我们越有可能了解行星的大气层,就越不可能了解其表面。但由于《皇家天体物理学会月刊》接受发表并在arXiv预印本服务器上提供的一项新研究,这种情况可能会改变。

系外行星的大气层揭示了其表面的秘密

岩石世界的表面和大气之间有丰富的化学交换。在地球上,降雨和蒸发的循环、生长和收获的季节以及火山活动会随着时间的推移改变大气成分。这些交换发生在很长一段时间内,因此地球表面和大气层永远不会处于相互平衡的状态。在金星上,大气层较厚,表面干燥,交换的时间较短,但仍不足以达到平衡。

在这项研究中,作者认为,对于大气层特别厚的类似金星的温暖世界,表面和空气之间可以达到化学平衡。这些世界是我们发现的那种紧密围绕小恒星运行的世界,因此它们非常适合大气研究。

为了展示其工作原理,研究小组模拟了大气和岩石表面之间界面的化学相互作用。他们的模拟表明,金星大气层中二氧化碳等简单分子的化学平衡可用于探测其表面的成分,并且根据表面温度,类金星系外行星可以看到更复杂分子CaAl2Si2的强烈相互作用。O8和MgAl2O4。

换句话说,在适当的情况下,紧密围绕温暖恒星运行的小型岩石世界是此类研究的绝佳候选者。我们对它们大气层的了解可以打开一扇了解其表面成分甚至地质活动的窗口。我们甚至可以确定系外行星表面是否存在某些矿物质,而无需直接观察其表面。

此类信息对于我们了解类地行星如何形成至关重要。此前的研究已经表明,我们的太阳系相当不寻常,内太阳系中没有大型行星的太阳系是罕见的。通过了解其他恒星内行星的演化和组成,我们将了解为什么我们的太阳系不寻常,甚至可能了解像我们这样的生命在宇宙中是常见还是罕见。