岩石的外延植物比以前想到的更多样化和异国情调

根据对太阳系附近被称为“污染”白矮星的化学成分的分析,大多数岩石系外行星的成分和矿物学都很奇特。

Putirka和Xu首次估算了曾经围绕被污染的白矮星运行的系外行星的岩石类型——这些恒星的大气成分记录了以前绕轨道运行的行星物体的坠落。图片来源:NoIrdab / NSF / Aura / J.Da Silva / M.Zamani&M. Kosari,NSF的Noillab。

Putirka&Xu在曾经污染的白矮星曾经造成过的岩石类型的岩石类型的第一个估计 - 恒星组合物记录以前轨道的行星物体的漏洞。图片来源:NoIrdab / NSF / Aura / J.Da Silva / M.Zamani&M. Kosari,NSF的Noillab。

白矮星是已经离开主序列的恒星,已经耗尽了它们所有的燃料;恒星首先膨胀形成红巨星,然后收缩到地球的大小。

围绕这些恒星运行的行星可能会由于其宿主的强大引力而解体,由此产生的碎片落入恒星大气中。

这些受污染的白矮星充当“宇宙质谱仪”,可提供近乎直接分析外产组合物。

污染源可能包括整个行星或像太阳系的主要小行星带这样的行星的破碎位。

通过寻找白矮星大气中不会自然存在的元素(除了氢和氦以外的任何元素),天文学家可以弄清楚这些岩石物体是由什么组成的。

In the new study, California State University geologist Professor Keith Putirka and Dr. Siyi Xu from Gemini Observatory and NSF’s NOIR Lab looked at 23 polluted white dwarfs, all within about 650 light-years of the Sun, where calcium, silicon, magnesium, and iron had been measured with precision using the W. M. Keck Observatory in Hawai’i, the NASA/ESA Hubble Space Telescope, and other observatories.

然后,天文学家利用测量到的这些元素的丰度来重建这些元素可能形成的矿物和岩石。

他们发现,这些白矮星的组成成分比我们太阳系的任何内行星都要广泛得多,这表明它们的行星有更广泛的岩石类型。

事实上,一些组合物如此不寻常,作者必须创造新的名称 - 例如石英斑岩和蠕虫酶dunites - 分类在这些行星上必须存在的新型岩石类型。

“虽然曾经磨削的白矮星曾经有一些曾经抛弃的白矮星出现过地球,但大多数都有对我们的太阳系异乎寻常的岩石类型,”徐博士说。

“我们从白矮星的数据中看到的一些岩石类型会比地球上的岩石溶解更多的水,可能会影响海洋的发展,”Putirka教授补充说。

“有些岩石类型可能在更低的温度下熔化,产生比地球岩石更厚的地壳,而有些岩石类型可能较弱,这可能会促进板块构造的发展。”

“早期对受污染白矮星的研究发现了岩石体中的元素,包括钙、铝和锂。”

“然而,这些都是次要元素(通常构成地球岩石的一小部分),需要测量主要元素(构成地球岩石的大部分),特别是硅,才能真正知道这些行星上可能存在什么样的岩石类型。”

“此外,在白矮星大气中测量的高水平镁和低水平的硅暗示,检测到的岩石碎片可能来自行星的内部 - 从地幔,而不是他们的地壳。”

此前一些对受污染的白矮星的研究报告称,有迹象表明,曾经围绕这些恒星运行的岩石行星上存在大陆地壳,但研究小组没有发现地壳岩石的证据。

然而,观测结果并不能完全排除行星有大陆地壳或其他地壳类型。

“我们认为,即使地壳岩石存在,我们也无法看到它,这可能是因为与地核和地幔等其他行星成分的质量相比,它的质量太小了,难以测量,”普提尔卡说。

发现发表在本周的杂志上自然通信

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Putirka & Xu S., 2021。被污染的白矮星揭示了我们太阳系附近的系外行星上奇异的地幔岩石类型。NAT CANCE12,6168;DOI:10.1038 / S41467-021-26403-8

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