TESS发现一颗岩石行星 这颗行星在被邻居挤压时会喷出熔岩

火山系外行星插图。来源：NASA、ESA、CSA、Dani Player

　　加州大学河滨分校天体物理学家Stephen Kane不得不仔细检查他的计算结果。他不确定自己所研究的星球是否会像表面上看起来的那样极端。

　　凯恩从未想过，在这个遥远的恒星系统中，一颗行星上覆盖着如此多的活火山，从远处看，它会呈现出炽热的红色。

　　凯恩说：“这是一个发现的时刻，你会想，‘哇，这真是太神奇了，居然能存在。’”。一篇详细介绍这一发现的论文发表在《天文学杂志》上。

　　美国国家航空航天局的凌日外行星探测卫星(TESS)于2018年发射，旨在寻找围绕天空中最亮恒星运行的系外行星，包括那些可能支持生命的恒星。

　　凯恩当时正在研究一个名为HD 104067的恒星系统，该系统距离我们的太阳约66光年，已知它有一颗巨大的行星。TESS刚刚发现了该系统中一颗新岩石行星的信号。在收集有关这颗行星的数据时，凯恩意外地发现了另一颗行星，使系统中已知的行星总数达到三颗。

　　TESS新发现的行星是一颗与地球相似的岩石行星，但比地球大30%。然而，与地球不同的是，它与木卫一有更多的共同点，木卫一是木星最内层的岩石卫星，也是太阳系中火山活动最活跃的天体。凯恩说：“这是一颗类地行星，我会把它描述为服用类固醇的木卫一。”。“它被迫陷入火山不断爆炸的境地。在光学波长下，你可以看到一颗炽热的星球，表面有熔融的熔岩。”

　　凯恩计算出，这颗新行星TOI-6713.01的表面温度为2600开尔文，比一些恒星还热。

　　引力是木卫一和地球上火山活动的罪魁祸首。木卫一离木星很近。凯恩解释说，木星的其他卫星迫使木卫一进入绕地球的椭圆形或“偏心”轨道，这本身就具有非常强的引力。

　　凯恩说：“如果其他卫星不在那里，木卫一将处于环绕地球的圆形轨道上，表面会很安静。相反，木星的引力对木卫一的挤压如此之大，以至于它不断地在火山中爆发。”。

　　同样，HD 104067系统中有两颗行星比这颗新行星离恒星更远。这些外行星也迫使内部岩石行星进入围绕恒星的偏心轨道，在恒星轨道和旋转时挤压恒星。

　　凯恩将这种情况比作壁球，在壁球中，小橡胶游戏球不断被球拍击打，反弹得更多，温度也越来越高。这种效应被称为潮汐能，是指一个物体对另一个物体的引力效应。在地球上，潮汐主要是月球引力拖动海洋的结果。

　　接下来，凯恩和他的同事们想测量这颗燃烧的行星的质量，并了解它的密度。这将告诉他们有多少物质可以从火山中喷出。

　　凯恩说，潮汐对行星的影响在历史上并不是系外行星研究的重点。也许这种情况会随着这一发现而改变。

　　凯恩说：“这教会了我们很多关于地球能被泵入多少能量的极端情况及其后果。”。“虽然我们知道恒星对行星的热量有贡献，但这里的绝大多数能量都是潮汐能，这一点不容忽视。”

　　更多信息：Stephen R.Kane等人，《完美的潮汐风暴：HD 104067行星建筑创造一个白炽世界》，《天文学杂志》(2024)