放射性元素的加热作用影响行星的可居性

岩石行星的热演化和三种长半衰期的放射性元素钾、钍和铀有关。后两种元素在岩石行星地函中的浓度在不同的行星系统之间可能会有一个数量级的变化,因为这些元素是由罕见的中子星碰撞过程产生的。发表在天文物理期刊(The Astrophysical Journal),来自加州大学圣克鲁兹分校和哥本哈根大学的研究人员讨论了这些变化对地球大小的行星热演化的影响。

加州大学圣克鲁斯分校Francis Nimmo教授说:地球熔融金属核中的对流产生了一个内部发电机,进而产生了行星的磁场。地球的放射性元素提供了足够的内部加热,以产生持久的发电机动力。
我们意识到,不同的行星积聚了不同数量的放射性元素,这些元素最终为地质活动和磁场提供动力。

放射性元素的加热作用影响行星的可居性
图说:这三张图显示了岩石行星的三种形式,其中放射性元素产生的内部热量不同。第二张图的行星像地球,具有板块构造和内部发电机产生磁场。第一张图:辐射热更高的行星具有极端的火山作用,但没有发电机或磁场。第三张图:地球具有较低的放射热,在地质上是死的,没有火山作用。

Nimmo教授研究团队发现,如果辐射产生的热量超过地球的热量,行星就不能像地球一样永久维持发电机的作用。这是因为大部分的钍和铀最终进入地函,而地函中过多的热量会起到绝缘体的作用,阻挡内部熔融地核的热量散逸,进而阻止能导致磁场的对流运动的发生。

随着更多的放射源内部加热,地球也将有更多的火山活动,这可能会导致频繁的生物灭绝事件。

另一方面,太少的放射性热量不会导致火山活动,反而形成一个地质上的「死亡」星球。

天文学家可以用光谱来量测恒星中不同元素的丰度,行星的成分预计与它们环绕的恒星相似。稀土元素铕(europium)很容易在恒星光谱中观察到,它的形成方式和钍和铀一样,所以铕可以作为追踪剂,研究这些元素在我们银河系的恒星和行星中的变化,未来的詹姆斯·韦伯太空望远镜将成为有力的观测工具。

浩瀚科普二维码图片

微信扫码关注公众号获取最新消息

原创文章,作者:浩瀚科普网,如若转载,请联系我们:thinkou@126.com 并注明出处:https://www.jsruitu.com/1843

(0)
上一篇 2020年11月19日 上午10:45
下一篇 2020年11月19日 上午10:57

相关推荐

微信公众号