LHS 3844b的一側被認為是永恒的黑夜。圖片來源：NASA/JPL-Caltech
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3月28日發表于《天體物理學雜志》的一項研究，提供了迄今為止最令人信服的證據，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。
“理論上的東西現在感覺是真實的，這實際上就是這些行星的樣子。”論文作者之一、加拿大麥吉爾大學天文學家Nicolas Cowan說。
當軌道離宿主恒星很近時，一顆行星的近側會受到比遠側更強的引力。隨著時間的推移，這種潮汐力的不平衡被認為會減緩行星的自轉，直到與軌道完全同步。這意味著行星繞軸旋轉一周所需的時間與繞恒星運行一周所需的時間相同。人們認為月球就經歷了這一過程，這也解釋了為什么它有一個從未面向地球的“遠端”。
許多系外行星被認為是1：1潮汐鎖定的，因為它們離宿主恒星很近，但這很難被證明。測量系外行星的軌道很簡單，而確定它的自轉卻困難得多，尤其是如果行星的大氣層遮擋了自轉的表面更是如此。
在這項研究中，科學家將目標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。2019年，研究人員使用斯皮策太空望遠鏡，測量了這顆被稱為超級地球LHS 3844b的行星發出的光的強度。Cowan與合作者意識到，這些測量可以告訴他們這顆行星面向地球表面的溫度，因為它可能沒有大氣層。
由于自轉和恒星施加的巨大潮汐力之間的抵觸，沒有潮汐同步的行星的溫度會升高。而研究小組發現，LHS 3844b的表面相對較冷，正如一顆潮汐同步行星所預期的那樣。
美國密歇根大學安娜堡分校理論天體物理學家Emily Rauscher說：“這可能是利用現有信息或儀器收集到的最令人信服的證據。”
科學家預計很快還會有更多證據。“詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST）在這方面做得很好。”Cowan說，JWST將使天文學家能夠研究比LHS 3844b離恒星稍遠的系外行星的自轉。天文學家現在認為，這樣的行星可以維持大氣層溫和的溫度，構成了銀河系大部分宜居空間。
Cowan說，如果JWST發現它們像LHS 3844b一樣是潮汐同步的，那么“可能有很大一部分行星，當然是大多數宜居行星，都是潮汐鎖定的”。
至于這些行星在何種意義上適宜居住，Cowan目前還無法推測。他說，這些星球“沒有潮汐、季節或晝夜循環，能讓生命進化出同樣的多樣性和復雜性嗎？我不知道”。（李木子）
相關論文信息：
https://doi.org/10.1038/d41586-024-00414-z
《中國科學報》 (2024-04-02 第2版 國際)本文鏈接：科學家發現第一顆擁有永久黑暗面的行星http://m.sq15.cn/show-11-4544-0.html
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