天文學家在一系外行星上發現水蒸氣

2020-12-05 人民網

原標題：天文學家在一系外行星上發現水蒸氣

　　科技日報訊 美國馬裡蘭大學的天文學家在一個太陽系外的行星大氣中發現水蒸氣和氫氣，該行星比地球大4倍，位於天鵝座，離地球約124光年、幾乎729萬億英裡。對於了解太陽系外行星而言，這一發現標誌著科學家已經能夠確定最小行星大氣中的一些化學成分。該研究成果刊登在9月25日的《自然》雜誌上。

　　據物理學家組織網9月24日報導，研究人員利用當一顆行星經過其恆星前面時發生的急轉光發現了水蒸氣。該行星大氣層裡的物質吸收了一些恆星的光線，使得這顆行星看起來更大，類似於我們的太陽在日落的餘暉中顯得更大一樣。通過繪製系外行星大小的變化，將其與該望遠鏡觀察到的電磁輻射波長關聯，天文學家得到一個曲線圖，顯示這顆行星的大氣吸收了多少恆星的輻射。該圖的形狀稱為透射光譜，可以揭示在大氣中存在哪些化學物質。

　　行星越大，在經過其恆星的過程中大小的變化越明顯。天文學家已經用這種獨特的方法描述過幾個巨大行星的大氣，以及太陽系中木星的大小。在這項研究中，該團隊要分析較小行星的大氣成分。

　　該團隊選擇的行星HAT P-11b，是由匈牙利製造的自動望遠鏡（HAT）發現的。它約是地球半徑的4倍，地球質量的26倍。相比於太陽系的行星，這顆星的大小最接近海王星。但它在距離上更接近其恆星，因此熱得多，約有878開氏度（1120華氏度）。它可能有一個巖石芯，被包裹在約90％厚的氫氣膜中。其高空的大氣層晴朗無雲，但該研究團隊發現，它含有水蒸氣的信號。

　　因為水是生命存在的前提，天文學家們熱衷於在系外行星上尋找水。水分子廣泛存在於宇宙之中。只要有氫氣和氧氣，即會自然形成，甚至有些太陽黑點冷卻後也含有水蒸氣，當然它在陽光下對於生命來說過於炎熱。

　　但水在太陽系巨大行星的大氣之外結冰，很難將其觀測到。更近且更小的行星、火星、金星和地球，在其早期演化時有了水，雖然只有地球在表面保持液態水。天文學家認為，行星越小，像水蒸氣這樣較重的分子越有可能隨著氫氣而豐富。

　　研究人員解釋道，他們要測試的基本問題是小型行星在水蒸氣裡的氧是否豐富。在HAT P-11b上發現水蒸氣和氫氣是拼圖中的關鍵一塊，符合天文學家關於行星形成的主要觀點。

　　（華凌）

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