天文学家发现距离地球260光年的热海王星拥有不应存在的大气

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美国堪萨斯大学(University of Kansas)一组天文学家领导的研究团队,利用自美国太空总署的凌日系外行星巡天卫星(Transiting Exoplanet Survey Satellite,缩写 TESS)和史匹哲太空望远镜(Spitzer Space Telescope)数据,首次描绘出一称为热海王星的极不寻常系外行星大气层。

美国堪萨斯大学(University of Kansas)一组天文学家领导的研究团队,利用自美国太空总署的凌日系外行星巡天卫星(Transiting Exoplanet Survey Satellite,缩写 TESS)和史匹哲太空望远镜(Spitzer Space Telescope)数据,首次描绘出一称为热海王星的极不寻常系外行星大气层。

凌日系外行星巡天卫星发现第一颗拥有特殊大气光谱,编号 LTT 9779b 系外行星,这是一颗发现有大气的热海王星,它发射光谱与先前研究的许多较大的热木系外行星星根本不同。

堪萨斯大学物理和天文系伊仁·哥士非(Ian Crossfield)副教授表示:我们首次测量了不应该存在,来自这个星球的光谱。 这颗行星受到恒星强烈照射,温度超过摄氏1,650度,它的大气属可能已经完全蒸发。 然而,我们的史匹哲太空望远镜观测结果发现,这伙行星发出红外光,向我们展示了它存在的大气。

哥士非副教授还说:「这颗行星没有固体表面,比我们的太阳系中的水星还要热得多,不仅会导致该行星大气中的铅熔化,还会导致铂,铬和不锈钢熔化。 在这个星球上,公转周期间不到24小时,这是一个相当极端的行星系统。 」

热海王星LTT 9779b于去年才发现,成为美国太空总署全天空TESS行星搜寻任务发现的首批海王星大小行星之一。 哥士非及他的研究团队使用一种称为相曲线(phase curve)分析的技术来破解系外行星的大气成分。

哥士非副教授说:「我们测量了行星绕其轴旋转360度时发出的红外光的数量。 红外光可以显示物体的温度以及地球上最热和最冷的位置。 在地球上,中午不是最热;直到下午几个小时才最热。 但是在这个星球上,实际是中午是最热的时分,我们看到大部分红外光来自恒星运行到行星正中的位置,而来自行星其它部分的红外光则少得多。 」

系外行星研究所的尼古拉斯·科万(Nicolas Cowan)指出:这颗行星比我们预期的要凉得多,它的表明正在反射入射的大部分星光,可能是由于白天的云层所致。 加拿大蒙特利尔的麦基尔大学(McGill University)帮助分析和解释热相曲线测量结果。 行星也没有向它的夜侧传递大量的热量,我们认为那些吸收的星光很可能在大气中已经大量吸收,能量从那里迅速辐射回太空。

根据哥士非副教授的说法,随着对系外行星大气层的研究逐渐向着越来越小的行星发展,结果只是进入系外行星探索新阶段的第一
步。 他表示:我不会说我们现在已经了解这个星球的一切,但是我们已经进行足够的测量,知道这将成为将来研究的一个非常有成果的对象。 它已经成为美国太空总署詹姆斯·韦伯(James Webb)太空望远镜未来几年的观测目标。

【图、文:节译自堪萨斯大学2020年10月26日新闻公布】研究全文刊登在2020年10月26日出版的《天体物理学快
报》

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