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文章介绍了天文学家们对于一些极端的炽热行星，研究是什么使得他们如此明亮。通过实验模型和对于以前的数据研究都未有个明确的答案。
银河系中有无穷无尽的地外行星，但其中有那么一些的存在比其他行星更加硬核，以那些被称为“热超级地球”的一类为例。这些行星就像一个坚果。想象一个和地球一样的岩石世界，但其质量还要再重10倍；巨大的质量将其拉拢到离它的恒星非常之近的距离，只需10天甚至更短的时间就能完成一次公转。
这些行星不仅是炙热的温度，他们与主恒星之间的超近距离使得整个行星像是一个燃烧着的地狱世界。来自恒星的辐射和星风基本剥离了行星大气层的存在，这些行星表面被至少有开尔文（℃）的熔岩汪洋冲刷着。
图解：与主恒星的“亲密接触”使得这些行星像一个熔岩地狱。图源：lieqinews
这样的存在让人叹为观止，但这其中的有些行星还有更为神秘的一面。一些行星因反射主星发出大量的光而异常明亮，这一特性被称为反照率。
他们中的一些比地球还要亮，反射了50%来自主星照射到其表面的光（地球反射30%的太阳光）——行星科学家们也无从解答到底是什么导致了如此高的反照率而使得他们如此明亮。
图解：反照率的定义是天体表面全部被照明的部分向各个方向散射的光流φ与入射到该天体表面的光流φ0之比，它表示的是被天体表面反射到空间的光能的份额。暗黑物体比白色物体反照率低。一个反照率为1的物体可将入射到它表面的全部光反射出去，这个物体是纯白的；反之，反照率为零的物体则是纯黑的。反照率定量地表明覆盖在行星表面上物质的特性。图源：unity
“你会以为这些熔岩星球就像个木炭球一样在空间里进行着它们的轨道运动——漆黑一片，一点都不显眼，”麻省理工学院地球、大气与行星科学系的行星科学家扎赫拉·爱莎克说。她是负责对于该现象的进行新研究的主要带头学者。“那么是什么原因使得他们如此明亮呢？”
图解：炙热的熔岩席卷之下，我们以为行星上会是一片焦土，在宇宙中“灰头土脸”地旋转着。图源：网易
剧透警告：事实是我们也还不知道。不过，我们对于不是导致这些覆盖着岩浆海的地外行星有如此高的反照率背后的原因有了更清楚的了解。通过在实验室里模拟制造熔岩和火山玻璃并测量这两种物质之间的反射率，科学家们排除了将它们作为行星亮度来源的成因。
首先，研究团队选择了长石和玄武岩作为材料，这两种矿物在地球和太阳系其他岩石星球上都很常见，并且具有特征明显的性能。
图解：长石。地表岩石最重要的造岩矿物。它是一类常见的含钙、钠和钾的铝硅酸盐类造岩矿物。图源：chinaneolithic
在麻省理工材料科学与工程系的铸造间，爱莎克和她的同事们将长石进行了熔化。遗憾的是，它冷却地太快以至于无法测量到熔化状态下的反射率，不过在此过程中产生的火山玻璃却很有用。研究团队进行了详尽的测量，从各个角度对长石进行照射然后研究光反射的行为。
至于玄武岩的研究，团队从雪城大学的熔岩项目取得了一些玄武玻璃，然后同样进行了仔细的反射率测量。
图解：绿色黑曜石-火山玻璃。火山玻璃指由火山喷发出来的熔岩，迅速冷却来不及结晶而形成的一种玻璃质结构岩石。火山玻璃既可以单独（或以它为主）组成火山岩，如珍珠岩、松脂岩、黑曜岩等。也常产于火山岩基质中，填隙在微晶矿物之间，还可以以碎屑产于玻屑凝灰岩中。图源：earthsciences.hku.
为了测得熔岩的反射率，研究团队查阅了过去的研究资料。然后，他们根据获得到的从纯熔岩到纯火山玻璃的反照率数据，计算了介于两者之间的一系列组合，推定为一系列热超级地球结构的反照率。
正如推测的那样，如果一个星球表面是由以上矿物及熔岩组成，相应的反照率应该非常低。其反照率绝对值上限也只有0.1——意味着行星只反射了主恒星10%的光。
“这样的数值结果上表现的这个行星比地球还要暗，要解释我们感兴趣的那些超亮行星的现象显然是不够的，”爱莎克说。
但这也意味着，现在研究团队就可以将目光转向其他的可能性了。比如金星，我们知道它具有非常高的反照率，它浓厚的大气层反射了大约70%照射到其表面的太阳光。尽管普遍认为热超级地球没有大气层的存在，但这也许只是我们对于这些行星还知之甚少。
“关于这些熔岩海洋星球，我们还有许多要去发现和了解的东西，”爱莎克说。
“我们以为他们只是发光的岩石球，但这些行星也许有非常不同的、更为复杂的表面系统和大气环境，那是一个我们前所未见的全新领域。”
未来，由凌日系外行星巡天卫星的外行星探测望远镜将确定更多的超级地球，可以帮助我们更好地了解这些奇特和神秘的世界。
以上研究结果现已发表在《天文物理学杂志》。
by:MICHELLESTARR
FY:短尾巴小狐狸
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