遙遠的系外行星是否像木星的木衛一一樣擁有火山衛星？ _系外行星

這位藝術家的概念描繪了系外行星WASP-49b（左）與其母恒星之間的一顆潛在火山衛星。新的證據表明，在WASP-49b附近觀測到的巨大鈉云既不是由行星也不是恒星產生的，這促使研究人員詢問它的起源是否可能是系外衛星。圖像：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室加州理工學院
據美國國家航空航天局噴氣推進實驗室：位于太陽系外的衛星的存在從未得到證實，但美國國家航空航天局領導的一項新研究可能為衛星的存在提供了間接證據。
美國國家航空航天局噴氣推進實驗室的一項新研究揭示了一顆巖石火山衛星圍繞一顆距離地球635光年的系外行星運行的潛在跡象。最大的線索是鈉云，研究結果表明，鈉云與土星大小的氣態巨行星WASP-49b接近但略有不同步，盡管需要進一步的研究來證實鈉云的行為。在我們的太陽系中，木星火山衛星木衛一的氣體排放也產生了類似的現象。
雖然沒有外衛星（太陽系外行星的衛星）得到證實，但已經確定了多個候選者。這些行星伴星很可能沒有被發現，因為它們太小太暗，目前的望遠鏡無法探測到。
WASP-49b周圍的鈉云于2017年首次被發現，引起了Apurva Oza的注意，他曾是美國國家航空航天局噴氣推進實驗室的博士后研究員，現在是管理噴氣推進實驗室（JPL）的加州理工學院的專職科學家。Oza花了數年時間研究如何通過火山活動探測外衛星。例如，木衛一是我們太陽系中火山活動最頻繁的天體，它不斷噴出二氧化硫、鈉、鉀和其他氣體，這些氣體可以在木星周圍形成巨大的云層，其半徑可達木星半徑的1000倍。即使衛星本身太小而看不見，天文學家在觀察另一個恒星系統時也有可能探測到像木衛一這樣的氣體云。
WASP-49b及其恒星主要由氫和氦組成，并含有微量的鈉。兩者都不含有足夠的鈉來解釋云層，云層似乎來自每秒產生約22萬磅（10萬公斤）鈉的來源。即使這顆恒星或行星能夠產生如此多的鈉，也不清楚是什么機制將其噴射到太空中。
來源可能是火山外衛星嗎？Oza和他的同事們試圖回答這個問題。這項工作立即被證明具有挑戰性，因為從如此遙遠的距離來看，恒星、行星和云經常重疊并占據太空中同一個微小而遙遠的點。因此，團隊不得不隨著時間的推移觀察系統。
移動中的云
正如發表在《天體物理學雜志快報》上的一項新研究所詳述的那樣，他們發現了幾項證據，表明云是由一個繞行星運行的獨立天體產生的，盡管還需要進一步的研究來證實云的行為。例如，他們的兩次觀測表明，當云層不在行星旁邊時，云層突然增大了，就像在加油一樣。

美國國家航空航天局領導的一項新研究表明，在系外行星WASP-49b周圍看到的鈉云可能是由一顆火山衛星造成的，正如這位藝術家的概念圖所描繪的那樣。木星熾熱的衛星木衛一也產生了類似的云。圖像：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室加州理工學院
他們還觀察到，云的移動速度比行星快，除非它是由另一個獨立于行星且比行星更快的物體產生的，否則這似乎是不可能的。
Oza說：“我們認為這是一個非常關鍵的證據。” 。“如果云是地球大氣層的一部分，它正朝著物理學告訴我們的相反方向移動。”
雖然這些觀測結果引起了研究小組的興趣，但他們表示，他們需要對該系統進行更長時間的觀察，以確定云的軌道和結構。
火山云的可能性
在部分調查中，研究人員使用了位于智利的歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡。Oza的合著者Julia Seidel是天文臺的研究員，她確定該云位于行星大氣層的高空，就像木衛一在木星周圍產生的氣體云一樣。
他們還使用計算機模型來說明外衛星的情況，并將其與數據進行比較。系外行星WASP-49b每2.8天圍繞恒星運行一次，具有類似時鐘的規律性，但云層在恒星后面或行星后面以看似不規則的間隔出現和消失。Oza和團隊使用他們的模型表明，繞地球運行8小時的衛星可以解釋云的運動和活動，包括它有時似乎在行星前方移動的方式，似乎與行星的特定區域無關。
JPL的行星地質學家Rosaly Lopes與Oza共同撰寫了這項研究，她說：“證據非常令人信服，除了行星和恒星之外，還有其他東西在產生這種云。” 。“探測到外衛星將是非常不尋常的，因為木衛一，我們知道火山外衛星是可能的。”
暴力的結局
在地球上，火山是由行星形成過程中留下的核心熱量驅動的。另一方面，木衛一的火山是由木星的引力驅動的，木星的引力在衛星靠近地球時擠壓衛星，然后在衛星遠離地球時減少其“抓地力” 。這種彎曲加熱了小衛星的內部，導致了一種稱為潮汐火山活動的過程。
如果WASP-49b的衛星大小與地球相似，Oza和團隊估計，質量的快速損失加上行星引力的擠壓最終將導致它解體。
奧扎說：“如果那里真的有一個月亮，它將有一個非常具有破壞性的結局。”