遥远的系外行星是否像木星的木卫一一样拥有火山卫星？

这位艺术家的概念描绘了系外行星WASP-49b（左）与其母恒星之间的一颗潜在火山卫星。新的证据表明，在WASP-49b附近观测到的巨大钠云既不是由行星也不是恒星产生的，这促使研究人员询问它的起源是否可能是系外卫星。图像：uux.cn美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院

（神秘的地球uux.cn）据美国国家航空航天局喷气推进实验室：位于太阳系外的卫星的存在从未得到证实，但美国国家航空航天局领导的一项新研究可能为卫星的存在提供了间接证据。

美国国家航空航天局喷气推进实验室的一项新研究揭示了一颗岩石火山卫星围绕一颗距离地球635光年的系外行星运行的潜在迹象。最大的线索是钠云，研究结果表明，钠云与土星大小的气态巨行星WASP-49b接近但略有不同步，尽管需要进一步的研究来证实钠云的行为。在我们的太阳系中，木星火山卫星木卫一的气体排放也产生了类似的现象。

虽然没有外卫星（太阳系外行星的卫星）得到证实，但已经确定了多个候选者。这些行星伴星很可能没有被发现，因为它们太小太暗，目前的望远镜无法探测到。

WASP-49b周围的钠云于2017年首次被发现，引起了Apurva Oza的注意，他曾是美国国家航空航天局喷气推进实验室的博士后研究员，现在是管理喷气推进实验室（JPL）的加州理工学院的专职科学家。Oza花了数年时间研究如何通过火山活动探测外卫星。例如，木卫一是我们太阳系中火山活动最频繁的天体，它不断喷出二氧化硫、钠、钾和其他气体，这些气体可以在木星周围形成巨大的云层，其半径可达木星半径的1000倍。即使卫星本身太小而看不见，天文学家在观察另一个恒星系统时也有可能探测到像木卫一这样的气体云。

WASP-49b及其恒星主要由氢和氦组成，并含有微量的钠。两者都不含有足够的钠来解释云层，云层似乎来自每秒产生约22万磅（10万公斤）钠的来源。即使这颗恒星或行星能够产生如此多的钠，也不清楚是什么机制将其喷射到太空中。

来源可能是火山外卫星吗？Oza和他的同事们试图回答这个问题。这项工作立即被证明具有挑战性，因为从如此遥远的距离来看，恒星、行星和云经常重叠并占据太空中同一个微小而遥远的点。因此，团队不得不随着时间的推移观察系统。

正如发表在《天体物理学杂志快报》上的一项新研究所详述的那样，他们发现了几项证据，表明云是由一个绕行星运行的独立天体产生的，尽管还需要进一步的研究来证实云的行为。例如，他们的两次观测表明，当云层不在行星旁边时，云层突然增大了，就像在加油一样。

美国国家航空航天局领导的一项新研究表明，在系外行星WASP-49b周围看到的钠云可能是由一颗火山卫星造成的，正如这位艺术家的概念图所描绘的那样。木星炽热的卫星木卫一也产生了类似的云。图像：uux.cn美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院

他们还观察到，云的移动速度比行星快，除非它是由另一个独立于行星且比行星更快的物体产生的，否则这似乎是不可能的。

Oza说：“我们认为这是一个非常关键的证据。”。“如果云是地球大气层的一部分，它正朝着物理学告诉我们的相反方向移动。”

虽然这些观测结果引起了研究小组的兴趣，但他们表示，他们需要对该系统进行更长时间的观察，以确定云的轨道和结构。

在部分调查中，研究人员使用了位于智利的欧洲南方天文台的甚大望远镜。Oza的合著者Julia Seidel是天文台的研究员，她确定该云位于行星大气层的高空，就像木卫一在木星周围产生的气体云一样。

他们还使用计算机模型来说明外卫星的情况，并将其与数据进行比较。系外行星WASP-49b每2.8天围绕恒星运行一次，具有类似时钟的规律性，但云层在恒星后面或行星后面以看似不规则的间隔出现和消失。Oza和团队使用他们的模型表明，绕地球运行8小时的卫星可以解释云的运动和活动，包括它有时似乎在行星前方移动的方式，似乎与行星的特定区域无关。

JPL的行星地质学家Rosaly Lopes与Oza共同撰写了这项研究，她说：“证据非常令人信服，除了行星和恒星之外，还有其他东西在产生这种云。”。“探测到外卫星将是非常不寻常的，因为木卫一，我们知道火山外卫星是可能的。”

在地球上，火山是由行星形成过程中留下的核心热量驱动的。另一方面，木卫一的火山是由木星的引力驱动的，木星的引力在卫星靠近地球时挤压卫星，然后在卫星远离地球时减少其“抓地力”。这种弯曲加热了小卫星的内部，导致了一种称为潮汐火山活动的过程。

如果WASP-49b的卫星大小与地球相似，Oza和团队估计，质量的快速损失加上行星引力的挤压最终将导致它解体。

奥扎说：“如果那里真的有一个月亮，它将有一个非常具有破坏性的结局。”