美国宇航局研究发现可能存在岩石火山卫星围绕系外行星 WASP-49 b 运行的迹象

我们的太阳系外存在一颗卫星的说法从未得到证实，但美国宇航局牵头的一项新研究可能为其提供间接证据。

美国宇航局喷气推进实验室的最新研究揭示了岩石火山卫星围绕距离地球 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，钠云与系外行星（土星大小的气态巨行星 WASP-49 b）接近但略有不同步，尽管需要进一步研究来确认钠云的行为。在我们的太阳系内，木星火山卫星木卫一的气体排放也产生了类似的现象。

虽然尚未确认任何系外卫星（太阳系外行星的卫星），但已发现多个候选者。这些行星伴星之所以未被发现，可能是因为它们太小、太暗，目前的望远镜无法探测到。

WASP-49 b 周围的钠云于 2017 年首次被发现，引起了 Apurva Oza 的注意，他曾是美国宇航局喷气推进实验室的博士后研究员，现在是加州理工学院的一名研究员，负责管理 JPL。Oza 多年来一直在研究如何通过火山活动探测系外卫星。例如，木卫一是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，其半径可达巨行星半径的 1,000 倍。即使木卫一本身太小而无法被看到，观察另一个恒星系统的天文学家也有可能探测到像木卫一这样的气体云。

WASP-49 b 及其恒星主要由氢和氦组成，并含有微量的钠。两者所含的钠都不足以形成云层，而这片云层似乎来自每秒产生约 220,000 磅（100,000 千克）钠的来源。即使恒星或行星能够产生如此多的钠，也不清楚是什么机制可以将其喷射到太空中。

源头可能是火山系外卫星吗？奥扎和他的同事开始尝试回答这个问题。这项工作很快就被证明具有挑战性，因为从如此遥远的距离来看，恒星、行星和云层经常重叠并占据太空中同一个微小的遥远点。因此，团队必须长期观察该系统。

移动的云

他们发现了几条证据表明这片云是由一个围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这片云的行为。例如，他们的两次观察都表明，这片云突然变大了，就像是在加油一样，而当时它还不在行星旁边。

他们还观察到，这片云的移动速度比行星的移动速度还快，这似乎是不可能的，除非它是由另一个独立于行星、且移动速度比行星更快的天体产生的。

“我们认为这是非常重要的证据，”奥扎说。“这片云的移动方向与物理学告诉我们的相反，如果它是这颗行星大气层的一部分，它应该朝这个方向移动。”

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

可能出现火山云

在部分侦查工作中，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、该天文台的研究员 Julia Seidel 证实，这团云位于行星大气层上方，与木星周围产生的木卫一气体云非常相似。  

他们还使用计算机模型来说明系外卫星的情景并将其与数据进行比较。系外行星 WASP-49 b 每 2.8 天绕恒星运行一次，规律性如时钟般准确，但云层似乎以不规则的间隔出现在恒星后面或行星后面。Oza 和团队利用他们的模型表明，围绕行星运行 8 小时的卫星可以解释云层的运动和活动，包括它有时似乎在行星前面移动，并且似乎与行星的某个特定区域无关。

“有非常有力的证据表明，除了行星和恒星之外，还有其他东西在产生这种云，”JPL 的行星地质学家罗莎莉·洛佩斯 (Rosaly Lopes) 说，她与奥扎共同撰写了这项研究。“探测到系外卫星将是一件非常了不起的事情，而且由于木卫一的存在，我们知道火山系外卫星是可能的。” 

暴力结局

在地球上，火山是由行星形成时遗留的地核热量驱动的。另一方面，木卫一的火山是由木星引力驱动的，当木卫一靠近行星时，引力会挤压木卫一，而当木卫一远离行星时，引力会减小木卫一的“抓地力”。这种弯曲加热了这颗小卫星的内部，导致了潮汐火山活动。

如果 WASP-49 b 拥有一颗与地球大小相似的卫星，Oza 和他的团队估计，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：“如果那里真的有卫星，其结局将非常具有破坏性。”