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「熱海王星」大氣層中發現水蒸汽與怪異雲層

「熱海王星」大氣層中發現水蒸汽與怪異雲層

摘要:北京時間5月16日消息,目前,天文學家觀測到系外行星HAT-P-26b大氣層中存在水蒸汽和奇特雲層的證據,同時,研究人員還發現HAT-P-26b大氣層主要成分是氫氣和氦氣,相應成分指數大於海王星和天王星,並且其質量接近於海王星,天文學家將這顆系外行星稱為「熱海王星」。

通過結合哈勃太空望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡的觀測數據,研究人員發現HAT-P-26b大氣層非常原始,是由氫和氦構成。同時,天文學家還探測到該行星大氣層中水蒸汽和奇特雲層的相關證據

研究報告合著作者、英國埃克塞特大學天體物理學教授大衛·辛格(David Sing)說:「這項最新研究表明,系外行星大氣層存在著許多差異性,遠遠超過之前我們的預期。『熱海王星』比那些我們深入描述特徵的系外行星更小一些,因此最新發現到該行星大氣層特徵,就像是研究太陽系形成獲得重大突破,同時,它可以和地球進行對比分析。」目前這項最新研究報告發表在5月11日出版的《科學》雜誌上。

水蒸汽和奇特雲層

研究報告合著作者、美國宇航局戈達德太空飛行中心博士后研究員漢娜·沃克福德(Hannah Wakeford)稱,HAT-P-26b距離地球大約430光年,這顆奇特行星近距離環繞主恆星,平均每環繞主恆星一周是4.2天。從而表明它處於潮汐鎖定狀態,始終一側朝向主恆星運行。

大衛、漢娜和同事分析了哈勃太空望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡獲得的HAT-P-26b觀測數據,從望遠鏡視角觀測到這顆行星掠過主恆星前方。在「凌日」過程中該行星大氣層過濾了某些恆星光線波長,從而使研究小組能夠識別HAT-P-26b大氣層中的漩渦分子。

漢娜說:「從質量範圍來講,這是迄今我們勘測到最強的大氣層吸水特徵。」這些數據表明,HAT-P-26b空中漂浮著雲層,但是它們不會阻擋多數吸水信號,這些雲層很可能是由硫化鈉構成,不像是地球雲層主要成分是水蒸汽。她還指出,它看上去是一個非常奇特的天空,其雲層散射各種顏色,因此你將看到一個褪色天空,如果你透過雲層進行觀看,這是非常有趣的。

行星形成的線索

使用凌日觀測數據,研究小組還計算了HAT-P-26b大氣層的「金屬性」——除氫和氦之外構成大氣層的其它元素成分,對於天文學家而言,大氣層中比氦更重的是金屬元素。在太陽系,伴隨行星質量增大,其大氣層金屬性降低,例如:海王星和天王星的大氣層金屬性是太陽的100倍(太陽大氣層幾乎完全是由氫和氦構成),然而體積較大的土星和木星,其大氣層金屬性分別是太陽的10倍和5倍。

但是HAT-P-26b並不是這種類型,雖然這顆系外行星質量近似於海王星,但是它的金屬性與木星一致。這個重要信息包含著關於HAT-P-26b形成和進化的重要線索。

漢娜說:「這項研究表明較小的行星實際形成於距離主恆星的較近區域,就像太陽系中的木星,在此之前我們並不知道該區域可以形成行星,我們曾認為較小的行星形成於較遠區域,那裡在原行星盤形成過程中積聚大量冰殘骸,並且富含較重元素。」

沃娜說:「過去10年時間,美國宇航局開普勒太空望遠鏡和其它行星搜索設備發現大量系外行星和恆星系統。這項最新研究和其它類似研究將有助於研究人員更好地理解系外行星的多樣性。」(葉傾城)

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