图：CoRoT-7 b是一颗距离地球489光年的超级地球行星，其直径是地球的1.5倍。科学家于2009年发现了它，并发现这颗行星上的火山非常活跃，其表面或许都被岩浆覆盖。康内尔大学的研究人员表示，他们现在已经研发出合成岩浆，使其能够在实验室中创建一个熔岩型外星球。

火山在太阳系中非常普遍，例如地球、月球、火星、金星以及木星的卫星洛，这些行星上都有火山。有些火山仍然十分活跃，有些则已经沉寂了。尽管如此，我们仍然想了解其他恒星系中的行星及卫星上的火山情况。天文学家迄今已经发现了上千颗地外行星，那么有多少岩石型地外行星上存在火山活动呢？

事实上，一些地外行星或许完全就是一个被熔岩包裹的世界。来自康内尔大学的研究人员表示，他们在实验室合成了不同类型的岩浆，这一岩浆或许与此类地外行星上的岩浆相同。

创造熔岩外星球

遥远的地外行星可能存在何种类型的岩浆？研究人员想弄清楚这一问题。在这一想法的驱动下，他们构建了16种可能存在于地外行星上的岩石成分，并对其进行分类，以帮助研究人员辨识可能存在火山活动的行星，或者卫星。文章如此承述到：

这些岩质行星的地表谱系特征展示了行星自身的演化过程以及内部运行机制。但是，至今没有获得含有光谱反射系数的数据集以及各种潜在的火山系地外行星的表面物质。现在，我们首次合成了16种受不同主恒星金属性质影响的火山系地外行星地表岩石中可能含有的化学成分。

第一作者埃斯特万.加泽尔评论道：我们结合主恒星的金属性质数据、热力学模拟以及实验数据，合成了潜在地外行星地表中的代表性成分。

合作作者卡尔腾格补充道：航天局的韦伯望远镜将会探测到此类行星。这将逐步揭开它们在宇宙中的位置。而火山系地外行星地表分类模型则是解码这些行星成分的有力工具。

行星演化的线索

研究人员的目标之一是借此发现关于行星演化的新线索，这也是建立分类目录的原因。加泽尔及其同事正在通过已有的行星成分模型开发新的关于火山活动的行星地表模型。另一位团队成员Marc-Antoine Fortin表示：作为地球与行星科学家，我们正在努力寻找早期行星演化的线索。在地球上，古老的岩石为我们探究几十万年前的地球形态提供了线索。在我们看来，这些布满熔岩的外星球就像一个时光机，让我们看到行星不同时期的演化形态。正如我们所知道的，地球曾经也是一个满是岩浆的行星。

在我们还无法抵达这些遥远行星的当下，这些模型显得非常重要。福廷补充道：尽管有生之年，我们无法实地探访这些地外行星，但是，我们仍然凝视着宇宙中的这些邻居们，并尽我们所能去理解它们。

通过韦伯望远镜描绘这些熔岩系外星球

正如加泽尔所述，当前是研究外行星的独特时机。新型韦伯望远镜将在此期间发挥巨大作用，帮助我们实现以前无法实现的事，即更形象的描绘这些星球的特征。

此前，通过类比太阳系行星并不能很好的描述地外行星火山物质的化学成分，而现在，我们建立的初期分类目录成了我们理解它们的有力工具。

论文也论述到：未来，詹姆斯.韦伯望远镜以及其他探测器将探测到其他的火山岩浆星球，而这一数据库将有助于科学家揭示这些现象。

图：木星的卫星洛事太阳系中火山活动最活跃的物体。2007年2月8日，航天局的新视野号探测器抓拍到硫磺火山喷发的场景。

组装目录

那么，加泽尔与他的同事是如何将新目录组装在一起的呢？他们通过聚焦潜在岩质行星的地慢成分实现。由于不同的恒星会形成不同的成分，因此，行星的成分也依赖于其公转的恒星类型。为了了解不同成分的熔点，研究人员运用了热动力模型。热动力模型经常用于预测化学与物理的平衡状态，即同等反作用力实现平衡的状态。

研究人员在了解清楚不同成分的熔点之后，便在实验室中合成了岩浆。合成岩浆熔合了不同的行星地幔的成分，经冷却后，便模拟了这些行星的表层。

之后，研究人员测量了红外线反射光谱，并将其中的化学成分与克里斯安森效应联系起来。这是在近8微米处发现的光谱峰值，与二氧化硅含量和其他主要化学成分有关，其为这些行星的构成成分提供了线索。克里斯安森效应也已被用于研究月球上的太空气候。

此外，这也将帮助科学家更好地理解地球的形成与演化历史。福廷说到：我们正在努力弄清楚所有的岩质行星的奥秘，不仅仅是地外行星，也包括我们自己生活的星球。

BY: Paul Scott Andersonand

FY: 秋

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来源: 天文在线