科學家發現「熱木星」大氣層隱藏著水分子

2021-01-18 騰訊太空

科學家對10顆「熱木星」行星進行勘測，發現它們大氣層中隱藏著水。

騰訊太空訊 據國外媒體報導，目前，一支研究小組使用哈勃和斯皮策太空望遠鏡勘測穿過行星大氣層的光線，跟蹤發現神秘的水分子。之前研究表明，「熾熱木星」大氣層含有水分低於之前預期，通過研究大氣層中的元素，他們發現存在大氣雲層中隱藏著水。

「熱木星」的體積至少比木星大，但是它們的軌道比木星更接近於主恆星。它們的體積較大和近軌道特徵，使它們成為最易被發現的系外行星，當它們掠過主恆星前方時，恆星產生的引力作用會導致恆星光線變得昏暗。

雖然能夠很容易發現這樣的行星，卻很難對它們進行研究，即使最強大的望遠鏡直接觀測行星時也很難處理刺眼的恆星光線。英國埃克塞特大學天文學家大衛-辛格(David Sing)教授結合哈勃和斯皮策太空望遠鏡觀測數據，比之前進行了更廣泛的波長光譜測量。

研究小組使用哈勃和斯皮策太空望遠鏡觀測了兩顆行星——HD 209458b和HD 189733b，同時，使用哈勃望遠鏡觀測其它8顆系外行星——WASP-6b、WASP-12b、WASP-17b、WASP-19b、WASP-31b、 WASP-39b、HAT-P-1b和HAT-P-12b。

這項勘測分析的光線光譜範圍較廣，從紫外線(波長300納米)至中紅外線(波長4500納米)。他們測量了穿過行星大氣層上層的恆星光線，恆星光線在太空繼續擴散之前進行了過濾，最終可以通過太空望遠鏡進行觀測。

對比恆星未過濾光線和行星大氣層過濾光線的光譜，科學家能夠測量行星大氣成分和一些元素的濃度，其中包括水。研究人員對這10顆「熱木星」進行了光譜測量，它們的體積大約是木星的1-2倍。最終研究結果令人吃驚，他們發現行星大氣雲層中隱藏著水。對於沒有雲層的系外行星，水的光譜信號很容易探測到，但擁有雲層的系外行星卻很難發現。

當一顆系外地星掠過主恆星前方，從地球角度進行觀測時，部分恆星光線將穿過行星外大氣層，形成可辨認的模式。這些行星指紋便於研究小組從不同元素和分子中提取重要特徵，並識別它們是有雲層還有沒有雲層的系外行星。

該研究報告合著作者、美國宇航局戈達德宇宙飛行中心漢娜-沃克福德(Hannah Wakeford)博士解釋，行星大氣層在恆星光線中殘留獨特的指紋信息，當恆星光線抵達地球時我們可以進行研究分析。

研究小組模型顯示，雖然沒有大氣雲層的系外行星具有較強的水分子跡象，但是具有微弱水分子跡象的「熾熱木星」大氣層也包含著雲層和薄霧，從觀測角度來看，以上兩者都隱藏著水分子。辛格指出，我們並不確定這些雲層的具體成分，但認為很可能存在著矽酸鹽、鐵或者金剛砂微粒。（悠悠/編譯）


太陽系外的奇特行星：熱木星


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