40光年外有“超级地球”昼夜温差达上千度

艺术家想象的行星“巨蟹座55e”表面情况。

近日，美国宇航局利用斯皮策太空望远镜，成功绘制了世界首张系外行星表面温度图。这颗被称为“巨蟹座55e”的行星和我们地球一样由岩石构成，但是它的体积是地球的两倍。这张温度图显示“巨蟹座55e”昼夜两个半球温差极大，并暗示这种现象有部份原因是由星球表面的熔岩流造成的。

科学家对这颗星球的认识也随着观测资料愈来愈多而不断变化。“巨蟹座55e”处于黑夜一侧的温度已非常高，但是白天一侧的温度更是高很多。这类现象与科学家之前料想的不同，此前他们认为热量随着大气层在整个星球表面传送，昼夜两个半球即便有温差也不会很大。但是观测数据只能让科学家做出两种解释：1是“巨蟹座55e”只有白天的一侧有大气层；另一个解释是星球表面存在熔岩流。

行星“巨蟹座55e”距离地球有40光年远，它的运行轨道非常接近该星系的恒星“巨蟹座55A”，乃至比太阳系里水星到太阳的距离都要近的多，绕“巨蟹座55A”公转一年只需18小时。也由于“巨蟹座55e”距离恒星太近，它已被“巨蟹座55A”潮汐锁定，就像我们的月球永久以同一面朝向地球一样。

这也是“巨蟹座55e”昼夜两半球存在极端温差的缘由之一，因为它永久以同一面朝向母恒星“巨蟹座55e”、接受炙热的光和热，而黑夜的那一面永远背对恒星，温度比昼半球要低的多。

与在地球上看月亮的阴晴圆缺变化一样，斯皮策太空望远镜能够观测到这颗遥远行星的相位变化。科学家利用观测“巨蟹座55e”的相位变化，绘制出了这颗行星表面温度图，并知晓星球表面哪里最热。

斯皮策太空望远镜在红外波段对“巨蟹座55e”进行了80小时的持续观测，期间“巨蟹座55e”环绕恒星“巨蟹座55A”运转多次，这次观测使科学家可以得到“巨蟹座55e”全部星球表面的温度情况。令他们吃惊的是，昼夜两半球温度相差达1027摄氏度。其中昼半球温度高达2427摄氏度，而半夜球只有1127摄氏度。

昼夜两半球温差达上千度，说明热量在星球表面散布不均。这说明这颗星球没有很厚的大气和风，不能够将热量均匀散布到全部星球。斯皮策的观测表明“巨蟹座55e”的大气层没有此前想象的那么厚，星球表面布满熔岩流。当熔岩流从高温的昼半球流入较凉爽的半夜球时，熔岩会冷却变硬，没法很好地传输热量。

科学家们推测“巨蟹座55A”高温的昼半球有极热的熔岩湖和熔岩河；而半夜球是凝固变硬的熔岩，就像地球上夏威夷附近冷却的火山熔岩一样。

斯皮策望远镜的观测数据也显示“巨蟹座55e”表面的极热点与本来预期的位置不一致，不在恒星的直射点上，而是偏离了一些位置。这表明“巨蟹座55e”昼半球的热循环遭到限制，可能有其他因素的影响；也可能与其表面极高温度的地貌有关，如熔岩流。

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