多年來(lái)，據(jù)我們所知，我們的太陽(yáng)系是宇宙中唯一的一個(gè)。然后，更好的望遠(yuǎn)鏡開始揭示環(huán)繞遠(yuǎn)處恒星的行星的寶庫(kù)。

2014年，美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡(Kepler Space Telescope)向科學(xué)家提供了700多個(gè)嶄新的遙遠(yuǎn)行星的大雜燴，供他們研究，其中許多與我們先前所見不同。這些行星比以前更小的木星更容易被發(fā)現(xiàn)，而不是像木星這樣的天然氣巨頭，因?yàn)槟拘歉菀卓吹?，因此更早些?/p>

科學(xué)家注意到，其中許多行星的大小等于或大于地球，但在行星達(dá)到海王星大小之前，有一個(gè)陡峭的截止。芝加哥大學(xué)行星科學(xué)家埃德溫·凱特(Edwin Kite)說(shuō)：“這是數(shù)據(jù)的懸崖邊緣，而且非常引人注目。”“我們一直在困惑的是為什么行星將趨向于停止增長(zhǎng)超過(guò)地球大小的三倍左右。”

在12月17日發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上的一篇論文中，華盛頓大學(xué)，斯坦福大學(xué)和賓夕法尼亞州立大學(xué)的Kite及其同事為這種下降提供了創(chuàng)新的解釋：這些行星表面的巖漿海洋很容易吸收其大氣一旦行星到達(dá)地球的三倍左右。

研究火星歷史和其他世界氣候的風(fēng)箏非常適合研究這個(gè)問(wèn)題。他認(rèn)為答案可能取決于這種系外行星的研究很少的方面。人們認(rèn)為，大多數(shù)比滴落尺寸稍小的行星表面都具有巖漿海洋，就像曾經(jīng)覆蓋過(guò)地球的巨大熔巖海洋一樣。但是它們并沒(méi)有像我們那樣固化，而是通過(guò)一層厚厚的富含氫的氣氛使它們保持高溫。

地球物理科學(xué)系助理教授基特說(shuō)：“到目前為止，幾乎所有模型都忽略了這種巖漿，將其視為化學(xué)惰性的，但液態(tài)巖石幾乎像水一樣流動(dòng)，并且具有很強(qiáng)的反應(yīng)性。”

風(fēng)箏和他的同事們考慮的問(wèn)題是，隨著行星吸收更多的氫，海洋是否會(huì)開始“吞噬”天空。在這種情況下，隨著行星獲取更多的氣體，它在大氣中堆積，并且大氣與巖漿相遇的底部的壓力開始增大。起初，巖漿以穩(wěn)定的速度吸收所添加的氣體，但是隨著壓力的升高，氫開始更容易地溶解到巖漿中。

凱特說(shuō)：“不僅如此，留在大氣中的少量添加氣體也會(huì)使大氣壓力升高，因此，以后到達(dá)的氣體中會(huì)有更大一部分會(huì)溶解到巖漿中。”

因此，地球的增長(zhǎng)在達(dá)到海王星大小之前就停滯了。(因?yàn)檫@些行星的大部分體積都在大氣中，所以縮小大氣層會(huì)使行星縮小。)

作者稱其為“煙氣危機(jī)”，該術(shù)語(yǔ)衡量的是一種氣體溶解到混合物中的可能性要比基于壓力所預(yù)期的溶解度高得多。

風(fēng)箏說(shuō)，該理論與現(xiàn)有的觀察非常吻合。天文學(xué)家將來(lái)還會(huì)尋找?guī)讉€(gè)標(biāo)記。例如，如果該理論是正確的，行星與巖漿海洋是足夠的表面應(yīng)顯示不同的配置文件上已經(jīng)結(jié)晶的冷，因?yàn)檫@會(huì)阻止從海洋吸收這么多的氫。TESS和其他望遠(yuǎn)鏡正在進(jìn)行的和將來(lái)的調(diào)查應(yīng)為天文學(xué)家提供更多可用于工作的數(shù)據(jù)。

凱特說(shuō)：“我們的太陽(yáng)系中不存在這些世界。”“盡管我們的工作為亞海王星系外行星造成的難題之一提供了解決方案，但它們?nèi)杂泻芏嘁探o我們的知識(shí)!”