本報(bào)訊想象一下，如果西半球永遠(yuǎn)是夜晚、東半球一直是白天，那么倫敦人想要看到太陽(yáng)，唯一的途徑就是飛往北京這樣的地方。
3月28日發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》的一項(xiàng)研究，提供了迄今為止最令人信服的證據(jù)，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。
“理論上的東西現(xiàn)在感覺(jué)是真實(shí)的，這實(shí)際上就是這些行星的樣子。”論文作者之一、加拿大麥吉爾大學(xué)天文學(xué)家Nicolas Cowan說(shuō)。
當(dāng)軌道離宿主恒星很近時(shí)，一顆行星的近側(cè)會(huì)受到比遠(yuǎn)側(cè)更強(qiáng)的引力。隨著時(shí)間的推移，這種潮汐力的不平衡被認(rèn)為會(huì)減緩行星的自轉(zhuǎn)，直到與軌道完全同步。這意味著行星繞軸旋轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間與繞恒星運(yùn)行一周所需的時(shí)間相同。人們認(rèn)為月球就經(jīng)歷了這一過(guò)程，這也解釋了為什么它有一個(gè)從未面向地球的“遠(yuǎn)端”。
許多系外行星被認(rèn)為是1：1潮汐鎖定的，因?yàn)樗鼈冸x宿主恒星很近，但這很難被證明。測(cè)量系外行星的軌道很簡(jiǎn)單，而確定它的自轉(zhuǎn)卻困難得多，尤其是如果行星的大氣層遮擋了自轉(zhuǎn)的表面更是如此。
在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家將目標(biāo)鎖定于一顆離恒星很近的系外行星，最終證明了潮汐鎖定假說(shuō)。2019年，研究人員使用斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡，測(cè)量了這顆被稱為超級(jí)地球LHS 3844b的行星發(fā)出的光的強(qiáng)度。Cowan與合作者意識(shí)到，這些測(cè)量可以告訴他們這顆行星面向地球表面的溫度，因?yàn)樗赡軟](méi)有大氣層。
由于自轉(zhuǎn)和恒星施加的巨大潮汐力之間的抵觸，沒(méi)有潮汐同步的行星的溫度會(huì)升高。而研究小組發(fā)現(xiàn)，LHS 3844b的表面相對(duì)較冷，正如一顆潮汐同步行星所預(yù)期的那樣。
美國(guó)密歇根大學(xué)安娜堡分校理論天體物理學(xué)家Emily Rauscher說(shuō)：“這可能是利用現(xiàn)有信息或儀器收集到的最令人信服的證據(jù)。”
科學(xué)家預(yù)計(jì)很快還會(huì)有更多證據(jù)?！罢材匪埂ろf布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）在這方面做得很好。”Cowan說(shuō)，JWST將使天文學(xué)家能夠研究比LHS 3844b離恒星稍遠(yuǎn)的系外行星的自轉(zhuǎn)。天文學(xué)家現(xiàn)在認(rèn)為，這樣的行星可以維持大氣層溫和的溫度，構(gòu)成了銀河系大部分宜居空間。
Cowan說(shuō)，如果JWST發(fā)現(xiàn)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(dāng)然是大多數(shù)宜居行星，都是潮汐鎖定的”。
至于這些行星在何種意義上適宜居住，Cowan目前還無(wú)法推測(cè)。他說(shuō)，這些星球“沒(méi)有潮汐、季節(jié)或晝夜循環(huán)，能讓生命進(jìn)化出同樣的多樣性和復(fù)雜性嗎？我不知道”。