有水?三顆罕見系外行星難倒天文學家 質量非常輕宛如「棉花糖」

2021-01-17 前瞻網
有水？三顆罕見系外行星難倒天文學家 質量非常輕宛如「棉花糖」
 Emma Chou • 2019-12-27 16:01:21　來源：前瞻網　E1698G0

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圖片來源：NASA, ESA, and L. Hustak, J. Olmsted, D. Player and F. Summers (STScI)

如果你需要更多的證據來證明宇宙總是令人困惑，那麼，科學家們剛剛公布了一種奇怪的系外行星的新信息，這種行星非常輕，其密度與棉花糖差不多。

根據歐洲航天局的一份新聞稿，分析這些超輕世界的科學家們給它們起了個綽號「超級泡泡」，來自哈勃太空望遠鏡的新數據表明了它們可能是如何形成的。

科學家們在本世紀初首次發現了這些充滿氣體的泡泡球——NASA於2012年在克卜勒51系統中發現了它們，而天文學家在兩年後才意識到它們發出的光有多麼異常。

具體來說，這三顆系外行星和木星差不多大，但是質量只有木星的百分之一。

它們的大氣如何以及為什麼會向外膨脹仍是未知的，但這一特性使「超級泡泡」成為大氣研究的首要目標。利用哈勃望遠鏡，研究小組去尋找組成成分的證據，特別是水，藏在大氣中的行星，被稱為克卜勒-51 b和51 d。天文學家推斷出大氣層吸收的紅外光的數量。這種類型的觀測使科學家能夠尋找行星化學成分的蛛馬馬跡，比如水。

天文學家們希望利用哈勃望遠鏡掃描這些「超級泡泡」的大氣層，尋找水資源。但他們沒有發現任何跡象，部分原因是由於雲層太厚，無法進一步觀察。

「這完全出乎意料，」科羅拉多大學博爾德分校的研究員傑西卡·利比-羅伯茨在新聞稿中說。「我們本打算觀察大的吸水特徵，但它們就是不存在。我們被雲遮住了!」

對於這些迷一般輕的系外行星，最近，研究小組得出結論，這些行星的低密度部分是由於系統太年輕造成的，與我們46億年前的太陽相比，它只有5億年的歷史。模型顯示，這些行星形成於恆星的「雪線」之外，這是冰物質可能存在的軌道區域。然後行星向內遷移，就像一列火車車廂。

現在，隨著行星離恆星越來越近，它們的低密度大氣層將在未來幾十億年內蒸發到太空中。利用行星演化模型，研究小組得以證明，離恆星最近的行星克卜勒-51 b終有一天(十億年後)會看起來像一個更小、更熱版本的海王星。海王星是一種在銀河系中相當常見的行星。然而，離恆星較遠的克卜勒-51 d看起來將繼續是一顆低密度的奇怪行星，儘管它會縮小並失去一些大氣。

好消息是，對於確定這兩個行星的大氣成分來說，一切都沒有白費。美國國家航空航天局即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，由於其對較長紅外波長的光的敏感度，可能能夠透過雲層窺視。未來用這臺望遠鏡進行的觀測可以讓我們了解這些棉花糖行星到底是由什麼構成的。在那之前，這些行星仍然是一個甜蜜的謎。

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