天文学家发现超热木星WASP-189b的化学组成与其恒星一致

天文学家利用国际双子座天文台双子座南望远镜上的浸没光栅红外光谱仪(IGRINS),直接测量了WASP-189b的大气成分,发现其与宿主恒星的元素组成一致,这是迄今为止最清晰的证据,表明行星的化学特征继承自形成它们的原行星盘。

WASP-189是一颗7.3亿年的A型恒星,距离地球322光年,位于天秤座。它也被称为HD 133112,比太阳更大,温度高出2000多摄氏度。WASP-189b于2018年首次被发现,是一颗凌日气态巨行星,半径约为木星的1.6倍。该行星与恒星的距离约为地球与太阳距离的1/20,仅需2.7天即可完成一次完整轨道。

亚利桑那州立大学研究生豪尔赫·安东尼奥·桑切斯及其同事表示:“超热木星的温度高到足以蒸发镁、硅和铁等造岩元素,这为利用光谱学观测这些元素提供了难得的机会——光谱学是将光分解为组成波长以识别化学物质存在的技术。”

天文学家使用IGRINS仪器获得了WASP-189b的高分辨率热发射光谱,在系外行星大气中检测到中性铁、镁、硅、水、一氧化碳和羟基。他们指出,WASP-189b的镁硅比与其宿主恒星相同,这一发现为行星形成的广泛假设提供了首个观测证据,开辟了理解系外行星形成和演化的新途径。

像WASP-189b这样的热巨行星被认为有外层气体,其化学成分受形成它们的原行星盘影响。研究人员假设,原行星盘中造岩元素比例与宿主恒星匹配,因两者源自同一原始物质云。这种恒星与周围行星的化学联系常被用于模拟岩石系外行星组成,此前仅基于太阳系内测量,直到现在才在其他系外行星上直接观测到。

桑切斯表示,WASP-189b为类地行星形成研究提供了观测锚点,其可测量的镁硅比验证了宿主恒星与周围岩石物质组成的假定相似性。亚利桑那州立大学天文学家迈克尔·莱恩博士补充,地基高分辨率光谱仪能约束镁、硅等造岩元素,这为系外行星大气研究开辟了全新维度。该成果论文于2026年2月18日发表在《自然通讯》期刊。

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