超熱木星：發現當溫度高達1700K時，行星開始出現逆溫跡象

2020-08-06 博科園

對於最熱的行星，一類被稱為超熱木星的行星，熱氣態巨型系外行星大氣結構是熱逆轉的。這是阿姆斯特丹大學(UVA)天體物理學家與國際團隊合作研究得出的結論。研究使用斯皮策太空望遠鏡的數據，尋找難以捉摸的逆行大氣統計特徵。發現，高於1700開爾文(約1400℃)的行星，表現出與溫度較低的對應行星不同的發射特性，表明最熱行星的溫度倒轉，並支持之前的理論預測。

超熱木星：發現當溫度高達1700K時，行星開始出現逆溫跡象

其研究發現發表在《天文學與天體物理學》期刊上，熱木星是大氣層非常熱的氣態巨行星，它們與木星的質量相似，但由於軌道距離宿主恆星更近，它們的溫度要高得多。行星大氣層的溫度隨高度而變化。隨著海拔的升高，在降溫和增溫之間的切換稱為溫度反轉。熱木星大氣的理論預測表明，溫度反轉應該發生在1800K左右的行星上。高於這個溫度是超熱木星狀態，其中所有的分子物種都在氣相中。

超熱木星：發現當溫度高達1700K時，行星開始出現逆溫跡象

阿姆斯特丹大學博士生克萊爾·巴克斯特說：行星在1700K以上表現出逆溫，這種逆溫似乎隨著恆星輻射而變得更強，這在某種程度上可以與我們地球周圍發生的事情相提並論：由於臭氧的存在，地球大氣中發生了逆溫。」研究小組利用斯皮策太空望遠鏡紅外陣列相機拍攝的78顆熱氣態巨行星的白天進行了觀測。研究小組在兩個波長帶通中觀察到了這些行星的發射，這項發射光度技術提供了有關行星大氣層不同壓力層的溫度信息。

超熱木星：發現當溫度高達1700K時，行星開始出現逆溫跡象

在觀察到的兩個波長中，一個預計探測大氣中更深的地方，而另一個探測更高的高度。發現，當行星溫度高達1700K時，開始看到逆溫的跡象。對於每個單獨的行星來說，這個信號可能非常小，然而，許多具有相同小信號的熱行星加在一起。這支持了之前的理論研究，即最熱氣態巨行星的溫度結構是熱反轉的。在過去的二十年裡，天文學家觀察了單個系外行星的大氣層，但現在新研究正在進入統計研究的時代，以揭示行星系統的共同屬性。

超熱木星：發現當溫度高達1700K時，行星開始出現逆溫跡象

在系外行星大氣領域的一個重要假設是大氣熱結構隨行星平衡溫度的變化趨勢。研究探索了這一趨勢，並在首次統計探測到熱木星和超熱木星之間的近紅外大氣發射轉變。並使用二次日食觀測來測量這種轉變，並將這種現象解釋為大氣性質的變化，更具體地說，就是從非逆轉到逆轉的熱廓線轉變，研究還對78顆熱木星樣本進行了斯皮策紅外陣列相機在3.6m和4.5mm二次日食的測量。

超熱木星：發現當溫度高達1700K時，行星開始出現逆溫跡象

博科園｜研究/來自：荷蘭天文研究學院

參考期刊《天文學與天體物理學》

DOI: 10.1051/0004-6361/201937394

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