类似海王星的系外行星提供了关于我们太阳系的线索

时间:2020-01-13  author:鲁坛庆  来源:欧洲杯官网  浏览:114次  评论:121条

距离地球大约437光年 - 超过2千万亿英里 - 一个大约海王星大小的行星每四天绕一颗明亮的恒星运行。 普林斯顿大学的天文学家在2011年首次发现了这颗系外行星,但美国宇航局的对其大气的详细研究表明,它是一种全新的行星。 美国宇航局戈达德太空飞行中心的博士后研究员说:“我们看到的东西与我们如何思考我们的太阳系如何形成有关。”

领导发现这颗系外行星的普林斯顿小组的乔尔哈特曼称它为“膨胀的海王星”,因为它的大半径暗示着一个小核心支撑着一个气体球体。 它靠近它的恒星 - 将它的四天轨道与地球围绕太阳的365天行程进行比较 - 意味着这颗名为HAT-P-26b的系外行星(太阳系外行星)也非常炎热。

Wakeford及其同事使用一种称为透射光谱的方法来确定HAT-P-26b大气的组成。 通过这种方法,天文学家研究了一颗系外行星,因为它在太阳前穿过。 在那次运输过程中,遥远的太阳光照射在系外行星的大气中。 当光线照射到行星大气中的气体时,这些气体会发出颜色。 天文学家可以检测这些颜色,以识别行星周围漂浮的分子,如水,甲烷和二氧化碳。

美国宇航局的科学家用哈勃望远镜和斯皮策望远镜研究了四种HAT-P-26b的过渡,发现了一种强烈的水蒸气颜色特征。 寻找宇宙中的水并不罕见,但这种强烈的信号使天文学家能够测量地球大气层中的水蒸气量。 他们发现HAT-P-26b含水量低于预期。

这一测量结果令人惊讶,因为它与天文学家对其他海王星质量系外行星的了解不相符。 Wakeford解释说水是其他分子的晴雨表。 特别是,水的量与所谓的重金属的量相关; 也就是说,氢和氦以外的所有元素。 水蒸气越多,大气中的重金属越丰富。

在我们的太阳系中,较大的行星在大气中的重金属含量较低。 随着行星大小的增加,大气层的“金属度”降低。 与木星相比,海王星的大气中含有更多的重元素。

但是HAT-P-26b打破了这种模式。 虽然它大致相当于海王星的大小,但它的大气中含有的天然产物远远少于天文学家对海王星大小的预期。 事实证明,HAT-P-26b根本不像海王星或天王星,一个类似大小的行星。 事实上,它更像木星。

在天文学家发现的数千颗系外行星中,海王星大小的世界是最丰富的。 但只有极少数轨道的恒星足够明亮,可用于透射光谱研究,这使得这种观察非常罕见和有价值。

哈特曼指出,对于天文学家来说这样的采集测量有多么困难,他们认为这项研究是“开创性的”。这种洞察力非常重要,因为它不仅可以解释太空行星的形成,还可以发现我们在当地的行星上。 一种违背我们期望的系外行星气氛可以提供关于我们的太阳系如何形成以及这种特殊地层在宇宙中是罕见还是常见的线索。 “我们的行星不符合我们的想法,”Wakeford说,“这就是科学过程的美丽。”


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