地球并不唯一：新技术采用古代恒星研究太阳系外行星地球化学

艺术家用行星（右上角）的白矮星渲染。

像宇宙一样，地球的行星可能是普遍的，新的UCLA研究意味着。天体物理学家和地球学家团队呈现出地球并非独特的新证据。该研究发表于2019年10月18日的“学报”。

“我们刚刚提出了许多岩石行星就像地球的概率，并且在宇宙中有一个非常大量的岩石行星，”联合作用的地球化学和宇宙化学教授联合作者Edward Youngry。

由亚历山德拉多伊尔（Geochemisty和Astrochemisty）的UCLA研究生领导的科学家开发了一种详细分析我们太阳系外面的地球化学的新方法。Doyle通过分析来自小行星或岩石行星碎片的岩石中的元素来实现，这些元素是六个白矮星恒星的岩石行星片段。

“我们正在研究来自其他明星的岩石地球化学，这几乎闻所未闻，”年轻人说。

“学习太阳系之外的行星组成非常困难，”加州天体物理学和行星科学教授联合作用的Hilke Schlichting，Co-Astry Schlichting表示。“我们使用唯一可能的方法 - 一种我们开创的方法 - 确定太阳系之外的岩石地球化学。”

白矮星恒星是密集，烧坏的正常恒星的残余。它们的强烈的引力拉动导致重量的元素如碳，氧和氮气迅速进入其内部，在那里无法通过望远镜检测重点。学习最近的白矮星明星多伊尔从地球上大约200岁，最远的是665次轻微的距离。

“通过观察这些白色矮人和在其气氛中存在的元素，我们正在观察到白色矮人的身体中的元素，”Doyle说。她说，白矮主的大引力拉线撕碎了轨道的小行星或行星片段，并且她说，材料落在白色矮人上。“观察白矮星就像在太阳系上吞噬的内容上进行尸检。”

分析的数据Doyle由望远镜收集，主要来自下午。夏威夷的凯克天文台，太空科学家以前收集了其他科学目的。

“如果我只是看一颗白矮星，我希望看到氢和氦气，”多伊尔说。“但在这些数据中，我还看到其他材料，例如硅，镁，碳和氧气 - 含有瓦尔特的磨损物的白色矮种。”

当铁被氧化时，它用氧气分享电子，杨表示，在它们之间形成化学键。“这被称为氧化，当金属变成铁锈时，你可以看到它，”他说。“氧气抢夺铁，生产氧化铁而不是铁金属。我们测量了在这些岩石中氧化的铁的量，该岩石达到白色矮人。我们研究了金属生锈了多少钱。“

年轻人说，来自地球，火星和我们太阳系的其他地方的岩石在我们的太阳系中的其他地方类似，含有令人惊讶的高水平的氧化铁。“我们测量了在击中白矮星的岩石中被氧化的铁的量，”他说。

太阳大多是氢气制成的，这与氧化 - 氢气相反增加了电子。

研究人员表示，岩石行星的氧化对其大气层具有显着影响，其核心和它在其表面上的岩石的种类。“在地球表面发生的所有化学物质最终都可以追溯到行星的氧化状态，”杨说。“我们有海洋和生活所需的所有成分的事实可以追溯到被氧化的星球上。岩石控制化学。“

到目前为止，科学家们尚不清楚地知道岩石外产上的化学和与地球的化学相似。

UCLA团队分析到地球和火星岩石的岩石有多相似？

“非常相似，”多伊尔说。“在氧化的铁方面，它们就像地球样和火星一样。我们发现岩石到处都是岩石，具有非常相似的地球物理和地球化学。“

“为什么太阳系中的岩石是如此氧化的岩石总是一个谜，”年轻人说。“这不是你期望的。一个问题是，在其他明星上是否也是如此。我们的研究说是的。那个钻点非常适合寻找宇宙中的地球样行星。“

白矮星是科学家分析的罕见环境。

研究人员研究了岩石中最常见的六种元素：铁，氧，硅，镁，钙和铝。他们使用数学计算和公式，因为科学家无法从白矮星学习实际岩石。“我们可以在数学上确定这些岩石的地球化学，并将这些计算与我们从地球和火星的岩石进行比较，”Doyle表示，其背景属于地质和数学。“了解岩石是至关重要的，因为他们揭示了地球的地球化学和地球物理。”

“如果外星岩石具有与地球相似的氧化量，那么你可以得出结论行星具有类似的板构造和与地球的磁场类似的潜力，这被广泛认为是寿命的关键成分，”Schlichting说。“这项研究是能够使我们在我们自己的太阳系之外的尸体的推论，并表明它很可能有真正的地球类似物。”

年轻人说他的部门有天体物理学家和地球化学家一起工作。

“结果，”他说，“我们是在太阳系外部做岩石的真实地球化学。大多数天体物理学家不会想到这一点，而大多数地球化学家都不会认为将此应用于白矮星。“

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参考：“脱渣岩石的氧气球场：由Alexandra E. Doyle，Edward D. Young，Beth Klein，Ben Zuckerman和Hilke E. Schlichting，2019年10月18日，Scipl.doi：
10.1126 / science.AAX3901

共同作者是Benjamin Zuckerman，一名UCLA物理学和天文学教授，以及一个UCLA天文学研究员的Beth Klein。

这项研究是由美国宇航局资助的。