研究證實這顆超級地球是第一顆擁有永久黑暗面的行星

想象一下，如果西半球永遠是夜晚，東半球永遠是白天，倫敦人想要看到太陽，唯一的途徑就是飛往東京。3月28日發表于《天體物理學雜志》上的一項研究，科學家提供了迄今為止最令人信服的證據證明。一顆行星具有這種被稱為潮汐同步或1:1潮汐鎖定的特征。

“這個理論上的東西現在感覺是真實的。這實際上就是這些行星的樣子。”加拿大麥吉爾大學的天文學家、該研究合著者Nicolas Cowan說。

當一顆行星的軌道離恒星很近時，它的近側會受到比遠側更強的拉力。隨著時間的推移，這種被稱為潮汐力的不平衡被認為會減緩行星的旋轉，直到它與軌道完全同步。這意味著行星繞軸旋轉一周所需的時間與繞恒星運行一周所需的時間相同。月球被認為經歷了這一過程，這就解釋了為什么它有一個從未面向地球的“遠側”。

許多系外行星被認為是1:1潮汐鎖定的，因為它們離宿主恒星很近，但這種狀態很難被證明。測量系外行星的軌道很簡單，而固定它的自轉要困難得多，尤其是當行星的大氣層遮擋了它自轉的表面。

科學家將目標鎖定了一顆離恒星很近的系外行星，最終證明了潮汐鎖定假說。2019年，研究人員使用斯皮策太空望遠鏡測量了這顆被稱為超級地球LHS 3844b的行星發出的光的強度。Cowan和合著者意識到，這些測量可以告訴他們這顆行星面向地球表面的溫度，因為這顆行星可能沒有大氣層。

由于自轉和恒星施加的巨大潮汐力之間的沖突，沒有潮汐同步的行星會溫度升高。研究小組發現，LHS 3844b的表面相對較冷，正如潮汐同步行星所預期的那樣。

美國密歇根大學安娜堡分校的理論天體物理學家Emily Rauscher說：“這是利用現有信息或儀器可能收集到的最令人信服的證據。”

預計很快還會有更多的證據。“詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）在這方面做得很好。”Cowan說，JWST將使天文學家能夠研究比LHS 3844b離恒星稍遠的系外行星的自轉。天文學家現在認為，這樣的行星可以維持大氣層溫和的溫度，構成了銀河系的大部分宜居空間。

Cowan說，如果JWST發現它們像LHS 3844b一樣是潮汐同步的，那么“可能有很大一部分行星，當然是大多數宜居行星，都是潮汐鎖定的”。

至于這些行星在何種意義上適合居住，Cowan目前還無法推測。他說，這些世界“沒有潮汐、季節或晝夜周期”。“你能讓生命進化出同樣的多樣性和復雜性嗎？我不知道。”

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/d41586-024-00414-z