寻找系外行星已经发现了许多有趣的案例研究。 例如,调查发现了许多“热木星”,即大小与木星相似的气态巨行星。但轨道距离它们的太阳非常近。
这种特殊类型的系外行星引起了天文学家的兴趣,主要是因为它们的存在挑战了关于气态巨行星在恒星系统中何处存在的传统思维。
因此,为什么由来自该领域的研究人员领导的国际团队欧洲南方天文台(欧洲南方天文台)使用了甚大望远镜(VLT) 以便更好地观察 WASP-19b,这是一颗距离地球 815 光年的热木星。
在这些观察过程中,他们注意到该行星的大气层中含有微量的氧化钛,这是首次在气态巨行星的大气中检测到这种化合物。
这项研究描述了他们的发现,题为“热木星大气中氧化钛的检测”,最近出现在科学杂志上自然。
由 Elyar Sedaghati 领导——一位刚从柏林工业大学和欧洲南方天文台的一名研究员——该团队使用 VLT 阵列在一年内收集的数据进行研究WASP-19b。
与所有热木星一样,WASP-19b 的质量与木星大致相同,并且轨道非常靠近太阳。 事实上,它的轨道周期非常短——只有 19 小时——以至于其大气温度估计高达 2273 K(2000 °C;3632 °F)。
温度是其四倍多,那里的温度足以熔化铅! 事实上,WASP-19b 上的温度足以熔化硅酸盐矿物和铂!
该研究依赖于减焦器/低色散光谱仪 2VLT 上的 (FORS2) 仪器是一种多模式光学仪器,能够进行成像、光谱学和偏振光研究(偏振测定)。
使用 FORS2,该团队观察了这颗行星从其恒星前面经过(又名凌日),结果揭示了其大气层中有价值的光谱。
在仔细分析穿过朦胧云层的光线后,研究小组惊讶地发现了微量的氧化钛(以及钠和水)。
Elyar Sedaghati 在 ESO 工作了 2 年,从事该项目,他谈到 ES 中的这一发现时说道:新闻稿:
“然而,检测这些分子并不是一件简单的事情。我们不仅需要高质量的数据,而且还需要进行复杂的分析。我们使用了一种算法来探索涵盖各种化学成分的数百万个光谱,温度、云或雾的特性,以便得出我们的结论。”
二氧化钛是一种非常稀有的化合物,已知存在于冷恒星的大气中。 少量时,它充当吸热器,因此可能是 WASP-19b 经历如此高温的部分原因。
如果数量足够大,它可以阻止热量进入或逸出大气层,从而导致所谓的热逆温。
这是一种高层大气温度较高而下部大气温度较低的现象。 在地球上,起着类似的作用,导致平流层温度反转。
但在气态巨行星上,这与通常发生的情况相反。 而木星,,和海王星的高层大气温度较低,由于压力增加,靠近核心的温度要高得多。
研究小组认为,这种化合物的存在可能会对大气的温度、结构和循环产生重大影响。
更重要的是,该团队能够检测到这种化合物(系外行星研究人员的第一次)这一事实表明系外行星研究正在达到新的细节水平。 所有这些都可能对未来系外行星大气的研究产生深远的影响。
如果没有近年来添加到 VLT 阵列中的 FORS2 仪器,这项研究也不可能实现。 正如领导整修项目的仪器科学家亨利·博芬 (Henri Boffin) 所说,评论了:
“这一重要发现是对 FORS2 仪器进行翻新的结果,正是为此目的而进行的。从那时起,FORS2 就成为从地面进行此类研究的最佳仪器。”
展望未来,很明显,在系外行星大气中检测金属氧化物和其他类似物质也将有助于创建更好的大气模型。
有了这些,天文学家将能够对系外行星大气进行更详细和准确的研究,这将使他们能够更确定地判断其中是否有任何一个适合居住。
因此,虽然这颗最新的行星没有机会支持生命,但如果你能在戈壁沙漠中找到冰块,你的运气会更好! – 它的发现可能有助于为未来寻找宜居系外行星指明道路。
距离找到一个可以支持生命的世界,或者可能是那个难以捉摸的地球 2.0 又近了一步!