以科學的名義蒸發地球。不要恐慌！

原文標題：Earth vaporised in the name of science. Don"t panic! 作者：Amanda Doyle 原文來自：Astronomy Now Posted: 2012.8.13 編譯：YuNanhua 審校：Linq （編譯版權所有，文章有刪節，未經許可請勿轉載。）

藝術家印象中的 熔融的 太陽系 外行星 CoRoT-7b。影像提供： ESO/L. Cal?ada

如果一顆類似地球的 行星 距離其父恆星 近得足以讓岩石蒸發，那麼這顆行星 的 大氣層會是怎樣的 ？天文學家利用計算機模型讓地球蒸發，以嘗試回答這個問題。

在《銀河系 旅行者指南》中，地球被Vogons蒸發，為超級空間旁道讓路。但是不要恐慌！天文學家沒有殘酷成性的 意圖，他們的 模擬只是為了創造能夠用來了解太陽系 外行星 的 成分的 模型。

迄今已經確認了約800顆太陽系 外行星 ，其中一個亞類被命名為『超級地球』，因為它們通常比地球質量大幾倍。其中一些超級地球的 軌道距離父恆星 非常近。溫度在270-1700攝氏度之間，這些超級灼熱的 超級地球的 殼和幔開始熔化並轉化為蒸汽。從這種蒸發過程產生的 大氣層難以理解，因為在太陽系 內沒有相似的 情況。

有可能測量類地的 太陽系 外行星 的 平均密度，但是對應一種特定的 密度通常有幾種不同的 元素組合，導致所謂簡併。例如，太陽系 外行星 GJ 1214 b可能具有氫和氦組成的 大氣，也可能是一個具有蒸汽大氣的 水世界。超級地球的 大氣的 光譜能夠指示哪一種情況是更加有可能的 ，但是為了完整地理解這些外星 世界，這些光譜仍然必須和模型大氣進行比較。

在聖路易斯的 華盛頓大學的 Bruce Fegley和Laura Schaefer以及Katharina Lodders一起，和美國宇航局阿姆斯研究中心的 Mark Marley合作進行蒸發模擬。他們模擬了兩顆不同的 假想行星 ，其中一顆和地球的 成分相似，另一顆被稱為主體硅酸鹽地球（BSE）。

BSE行星 和地球在大陸地殼形成之前的 成分相似。地殼含有巨量的 花崗岩，它的 形成需要水。兩個模型主要是硅和氧的 成分，被稱為長英質，而BSE行星 的 玄武岩地殼富含鐵和鎂，被稱為鎂鐵質。兩顆模擬行星 的 蒸發過程既考慮了溫度也考慮了壓力情況。

「進行模擬的 原因是要預報光譜可觀測分子的 丰度，」Fegley解釋道。「CoRoT-7b是無水的 ，但是其它岩態太陽系 外行星 可能已經有水，就像地球一樣，因此我們必須在一顆灼熱的 濕潤的 岩態行星 上模擬大氣化學。」

天文學家能夠計算出哪些元素在這樣地獄般的 高溫下會成為蒸汽。兩種模擬顯示大氣主要由來自水汽組成，以及來自碳酸鹽岩石的 二氧化碳。然而BSE行星 的 大氣包含730攝氏度以下的 甲烷和氨氣，在這個溫度以上，大氣主要由二氧化硫組成。在1430攝氏度的 溫度以上，兩顆行星 將都含有一氧化硅，可能導致形成岩石的 元素像小石子那樣凝結並掉落，對術語『冰雹』賦予了一種新含義。

「如果已知大氣的 溫度和壓力，我們能夠解決簡併問題，」Fegley告訴《今日天文學》。「一旦我們獲得譜線形成區的 溫度和壓力，就能夠比較預報和觀測的 氣體丰度，以分辨不同的 成分（例如，富含水相對缺乏水，長英質相對鎂鐵質）。但是我認為目前能夠做得最好的 是分辨富含水和缺乏水。」

這篇論文發表在8月10日出版的 《天體物理學報》上。

（全文完）

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