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发现超高温行星具有类似恒星的大气

时间:2019-08-12

  

系外行星是99%的氢和氦,含有较少的水和其他分子。但他们的光谱结果主要表现在温度上。从温暖到热的行星形成矿物云,而温度较高的行星形成吸收星光的氧化钛分子。然而,为了理解过热的木星光谱,研究小组不得不采用更常见的恒星过程。图片:MichaelLine/ASU

新的研究表明,受热量驱动的强风可能会将破裂的水分子吹入地球较冷的夜晚半球。在那里,原子可以重新组合成分并凝结成云,所有这些都在返回白天并再次被撕裂之前发生。自20世纪90年代中期以来,热木星已成为第一个被广泛发现的系外行星。他们是超级木星的近亲,白天温度低于3,600华氏度(2000摄氏度)。水已经被证明在它们的大气层中无处不在,所以当木星开始被发现时,天文学家希望它们也能在大气中显示水。但结果证明,在他们容易观察的白天,水已经消失,这导致理论家们寻找其他甚至是外来的成分。

为什么在过热的木星中没有水的一个假设是这些行星必须由高水平的碳而不是氧气形成。然而,这个想法并没有解释有时可以在白天和黑夜的边界找到水的痕迹。为了打破僵局,该团队从一个复杂的恒星大气物理模型和一个叫做棕色矮星的“失败的恒星”中找到了线索。褐矮星的性质与热的木星和超级木星重叠。许多早期的解释都错过了在非常高的温度下发生的一些关键的物理和化学现象。该团队使用了Mark Marley开发的褐矮星模型(Mark Marley是该论文的共同作者之一,也是美国宇航局位于加利福尼亚州硅谷的Ames研究中心的研究科学家)。

更可能存在气体以产生观察到的光谱,并且这些行星不需要外来组件或不寻常的路径来制造它们。

博科 - 科普科普|博科 - 科普科普|参考期刊文章:《AstronomyandAstrophysics》,《Astronomy&Astrophysics》|研究/来自:亚利桑那州立大学,DOI: 10.1051/0004-6361/

最近,美国宇航局的哈勃和斯皮策太空望远镜对超高温木行星的观测令理论家感到困惑。这些行星的光谱表明它们具有特殊和不可能的成分。然而,由亚利桑那州立大学天体物理学家和亚利桑那州立大学地球与空间探索研究所助理教授Michael Line组成的研究小组刚刚发表了一项新研究,该研究表明这些富含天然气的行星有一个解释。组成基本上是正常的,与我们所知的行星的形成有关。它们的不同之处在于它们在白天的大气氛围看起来更像是恒星大气而不是行星大气。多年来,解释这些类似木头的行星的最热力学光谱一直是研究人员的难题。

NASA/JPL-Caltech/VivienParmentier/Aix-Marseille University(AMU)

博科 - 科学普及:最令人困惑的是为什么这些行星的大气层中没有水蒸气,但水蒸气含量相似但温度稍低。根据这项新研究,超高温木星确实含有水分(氢和氧原子)。然而,由于地球表面的强烈辐射,温度很高,水分子完全被撕裂。因为超级热的木星轨道非常接近恒星,所以行星的一侧总是面向恒星,夜晚笼罩在无尽的黑暗中。白天气温在3,600至5,400华氏度(2000至3,000摄氏度)之间,木星在最热的系外行星中排名第一。

晚上的温度约为1800华氏度。在越来越多的太阳系外行星(称为系外行星)中,Jerky Jupiter作为一个独特的类别存在了十年。法国Aix马赛大学的天体物理学家Vivien Parmentier说:这些行星的表面看起来更像是一个恒星大气而不是行星大气。

通过这种方式,超级热木星将延长我们对地球的看法。虽然像斯皮策和哈勃望远镜这样的望远镜可以收集有关木星热点的信息,但目前的仪器很难在它们两侧探测到。这项新研究提出了一个模型来解释这些行星的光明和黑暗面的可能变化。该模型主要基于最近发表的三项研究的观察和分析,由Pastmentil,Ryan和其他人共同撰写,重点关注三种类型的超高温木星,WASP-103b,WASP-18b和HAT-P-7b 。

系外行星是99%的氢和氦,含有较少的水和其他分子。但他们的光谱结果主要表现在温度上。从温暖到热的行星形成矿物云,而温度较高的行星形成吸收星光的氧化钛分子。然而,为了理解过热的木星光谱,研究小组不得不采用更常见的恒星过程。图片:MichaelLine/ASU

新的研究表明,受热量驱动的强风可能会将破裂的水分子吹入地球较冷的夜晚半球。在那里,原子可以重新组合成分并凝结成云,所有这些都在返回白天并再次被撕裂之前发生。自20世纪90年代中期以来,热木星已成为第一个被广泛发现的系外行星。他们是超级木星的近亲,白天温度低于3,600华氏度(2000摄氏度)。水已经被证明在它们的大气层中无处不在,所以当木星开始被发现时,天文学家希望它们也能在大气中显示水。但结果证明,在他们容易观察的白天,水已经消失,这导致理论家们寻找其他甚至是外来的成分。

为什么在过热的木星中没有水的一个假设是这些行星必须由高水平的碳而不是氧气形成。然而,这个想法并没有解释有时可以在白天和黑夜的边界找到水的痕迹。为了打破僵局,该团队从一个复杂的恒星大气物理模型和一个叫做棕色矮星的“失败的恒星”中找到了线索。褐矮星的性质与热的木星和超级木星重叠。许多早期的解释都错过了在非常高的温度下发生的一些关键的物理和化学现象。该团队使用了Mark Marley开发的褐矮星模型(Mark Marley是该论文的共同作者之一,也是美国宇航局位于加利福尼亚州硅谷的Ames研究中心的研究科学家)。

更可能存在气体以产生观察到的光谱,并且这些行星不需要外来组件或不寻常的路径来制造它们。

博科 - 科普科普|博科 - 科普科普|参考期刊文章:《AstronomyandAstrophysics》,《Astronomy&Astrophysics》|研究/来自:亚利桑那州立大学,DOI: 10.1051/0004-6361/

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