艺术家印象。 (M. Weiss/天体物理中心 | 哈佛和史密森尼)
有没有想过什么没有厚厚的外衣,看起来就像赤身裸体汹涌的云? 一颗 575 光年外的系外行星可能是你没有问的问题的答案。
这颗系外行星是一颗名为 WASP-62b 的气态巨行星,根据对穿过其大气层的星光的分析,这颗系外行星的情况完全不同。 甚至连一丝云雾都没有。
相反,大气层是完全透明的——这不仅在系外行星上几乎是罕见的,而且为我们提供了一个独特的机会来窥视内部并了解大气层是由什么组成的。
“我承认,一开始我对这个星球并不太感兴趣,”天文学家穆纳扎·阿拉姆说哈佛和史密森天体物理中心的教授,一直致力于描述已确认系外行星的大气特征。 “但是当我开始查看数据时,我感到很兴奋。”
当 2012 年(以及后续研究)发现 WASP-62b 时,它看起来很漂亮系外行星课程的标准杆。 它的大小约为木星的 1.4 倍,质量约为木星的 0.57 倍,围绕一颗比太阳稍大的年轻黄白矮星 WASP-62 运行。
与大多数已确认的系外行星一样,它的轨道也相当接近,尽管 WASP-62b 比许多系外行星更靠近其恒星 - 它的轨道周期仅为 4.41 天。 这意味着天气非常热,平均温度约为1,330 开尔文,因此属于“热木星”。
在这些温度下,WASP-62b 是很可能会蒸发,就像热天的水坑一样(但速度要慢得多)。
因为它离地球相对较近,而且它在我们和它的恒星之间经过的时间很短,所以 WASP-62b 是试图描述其大气特征的一个很好的候选者。 这是因为当系外行星经过其恒星前方时,星光会发生变化,因为入射光的某些波长被大气中的原子吸收。
不同的化学元素吸收不同的波长,因此这些光谱信息可以用来了解系外行星的气体包层是由什么组成的。
当阿拉姆和她的团队查看 WASP-62b 的三次凌日的光谱时,他们发现了一些非常不寻常的东西:来自钠的全套吸收线。 在大多数系外行星大气中,钠特征通常部分或完全被云或雾霾遮盖。
WASP-62b 的强钠信号也具有非常广泛的基础,这是由一种称为压力展宽。 这种情况只能发生在系外行星大气层深处、压力较高的情况下。 信号从大气层深处如此清晰地出现,表明没有云层阻止其出现。
“这是确凿的证据,表明我们看到了清晰的气氛,”阿拉姆说。
这使得 WASP-62b 确实成为一种非常稀有的野兽 -低于百分之七迄今为止发现的系外行星预计拥有清澈的大气层。 并且只有另外一个人有已被识别- WASP-96b,热门 1,160 光年离开。
WASP-62b 不仅距离更近、更大,而且非常适合后续研究。 它位于詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)可以连续观测的区域,称为连续观测区。 这使得它成为该区域唯一的气态巨型系外行星,也是唯一拥有清澈大气层的系外行星。 因此,当望远镜最终开始运行时,它是后续观测的绝佳候选者。
那么这个气氛里面到底是什么? 根据数据和模拟,研究小组预计 JWST 能够探测到水,氢化铁、氨、一氧化碳和二氧化碳、甲烷和水飞蓟定,除钠外全部。
清楚地识别这些应该可以揭示 WASP-62b 大气中的金属丰度和碳氧比。 碳氧比特别令人兴奋 - 它可用于了解条件位于行星诞生时的行星形成盘中,帮助我们更好地了解行星形成过程。
“WASP-62 是 JWST CVZ 中唯一一颗拥有已知凌日巨行星的恒星,该行星足够明亮,可以通过凌日光谱进行高质量的大气表征。JWST 凌日计划需要多次重复访问,理想情况下可以在任何时间安排这些访问。一年并迅速执行”研究人员在论文中写道。
“因此,WASP-62b 是 JWST 进行大气研究最容易接近的目标之一。”
该研究发表于天体物理学杂志通讯。