研究：岩石系外行星比我们想象的还要更多样和奇特

两位科研人员在研究了 “被污染的”白矮星的化学成分后得出结论，围绕附近恒星运行的大多数岩石行星比以前认为的更加多样和奇特，其岩石类型在我们太阳系中并没有发现过。

天文学家已经发现了数千颗围绕我们银河系中的恒星运行的行星–被称为系外行星。然而我们很难知道这些行星到底是由什么构成的，或是否有行星与地球相似。为了尝试找出答案，美国国家科学基金会NOIR实验室的天文学家Siyi Xu与加州州立大学弗雷斯诺分校的地质学家Keith Putirka合作研究了被称为污染的白矮星的大气。这些是像太阳这样曾经正常的恒星的致密、塌陷的核心，其中含有来自行星、小行星或其他岩石体的外来物质，这些物质曾经围绕恒星运行但最终落入白矮星并“污染了”那里的大气层。通过寻找白矮星大气层中不会自然存在的元素（除氢和氦以外的任何元素），科学家们可以弄清楚落入恒星的岩石行星物体是由什么构成的。

Putirka和Xu研究了23颗被污染的白矮星，这些白矮星都在离太阳约650光年的范围内，其中的钙、硅、镁和铁已经用夏威夷的W.M. Keck天文台、哈勃太空望远镜和其他天文台进行了精确测量。然后，科学家们使用这些元素的测量丰度来重建由它们形成的矿物和岩石。他们发现，这些白矮星的成分范围比我们太阳系中的任何内行星都要广泛得多，这表明它们的行星有更多的岩石类型。事实上，其中一些成分是如此不寻常，以至于Putirka和Xu不得不创造新的名称以对这些行星上一定存在的新的岩石类型进行分类。

Xu说道：“虽然一些曾经绕着受污染的白矮星运行的系外行星看起来跟地球相似，但大多数的岩石类型对我们的太阳系来说是外来的。它们在太阳系中没有直接的对应物。”

Putirka描述了这些新岩石类型对它们所属的岩石世界可能意味着什么。“我们从白矮星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方式，”他解释道，“一些岩石类型可能在更低的温度下熔化并产生比地球岩石更厚的地壳，一些岩石类型可能更弱，这可能促进板块构造的发展。”

早期对污染白矮星的研究发现了来自岩石体的元素，其中包括钙、铝和锂。然而，Putirka和Xu指出，这些是次要元素（通常占地球岩石的一小部分），他们需要测量主要元素（占地球岩石的一大部分）–尤其是硅–才能真正知道这些行星上会存在什么样的岩石类型。

此外，Putirka和Xu表示，在白矮星大气中测量到的高水平的镁和低水平的硅表明，检测到的岩石碎片可能来自行星的内部–来自地幔，而非其地壳。以前对污染白矮星的一些研究报告称，在曾经围绕这些恒星运行的岩石行星上存在大陆地壳的迹象，但Putirka和Xu没有发现地壳岩石的证据。不过观察结果并没有完全排除这些行星有大陆地壳或其他地壳类型。“我们认为，如果地壳岩石存在，我们无法看到它，可能是因为它出现的部分跟其他行星组成部分的质量相比太小，比如核心和地幔，无法测量，”Putirka说道。

此外，Xu表示，一个天文学家和一个地质学家的配对是揭开隐藏在污染的白矮星大气中的秘密的关键，“我在一个会议上遇到了Keith Putirka，并为他能帮助我理解我正在观测的系统而感到兴奋。他教我地质学，我教他天文学，我们想出了如何理解这些神秘的系外行星系统。”