距离我们仅 300 光年多一点的世界首次在系外行星大气层中检测到同位素。
在一颗名为“气态系外行星”的雾霾中TYC 8998-760-1B，天文学家检测到一种称为碳13的碳。 这一发现表明，这颗系外行星是在远离母恒星的地方形成的，位于其系统的寒冷区域，超出了特定的温度范围。雪线。
研究人员表示，这一发现为我们提供了一种新的方法来研究人们知之甚少的行星形成过程。
“我们可以在系外行星大气层中、在如此远的距离上测量这一点，这确实很特别，”said astronomer Yapeng Zhang荷兰莱顿大学博士。
2019 年发现的 TYC 8998-760-1 b 已经相当特别了。 它属于一个极其罕见的系外行星群- 我们能够直接成像的那些。
相比之下，恒星非常非常明亮，而行星则非常暗淡，因此通常我们通过检测它们对主恒星的影响来识别它们，无论是重力作用，还是在恒星经过前方时稍微调暗恒星的光线。
这些技术最适合距离恒星较近的行星，但 TYC 8998-760-1 b 绕恒星运行的距离相当远（大约 160°）天文单位。 就上下文而言，冥王星绕太阳运行的距离为 40 个天文单位。
这颗系外行星也是一块大块的行星，其质量大约是太阳系外行星的 14 倍，大小是太阳系外行星的两倍。，这意味着它在反射星光的情况下相对较亮。 因此，张领导的研究小组进行了仔细观察，看看恒星反射的光是否能告诉他们任何信息。
具体来说，他们在欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜上使用了一种名为近红外综合场观测光谱仪（SINFONI）的仪器。 该仪器观察光谱； 该团队正在寻找吸收功能。
这些是光谱中的暗线，当某些波长的光被某些元素吸收时就会出现。 研究人员发现，TYC 8998-760-1 b 吸收的波长与碳 13 一致，可能主要与一氧化碳气体结合。
同位素非常有趣。 它们都是同一元素的不同形式，具有相同数量的质子和电子，但中子数量不同。
碳 12 是最常见的稳定碳同位素，每种有 6 个。 Carbon-13有六个质子和六个电子，但有七个中子。 这很重要，因为它们的形成途径不同，并且根据环境条件它们的行为也不同。
在 TYC 8998-760-1 b 上，研究人员预计存在一定丰度的碳。 他们在系外行星大气中发现的碳13含量是预期丰度的两倍。 研究小组认为，这可以告诉我们一些有关 TYC 8998-760-1 b 形成条件的信息。
“这颗行星与其母恒星的距离比地球与太阳的距离远一百五十倍以上，”天体物理学家保罗·莫里埃解释说德国马克斯·普朗克天文学研究所的教授。
“在如此遥远的距离上，冰可能含有更多的碳13，导致今天地球大气中这种同位素的比例更高。”
该区域将超出一氧化碳范围雪线- 距恒星的距离，超过该距离一氧化碳会从气体凝结并冻结成冰（不同的气体有不同的雪线）。
任何在远离恒星温度的地方形成的系外行星都会包含这些一氧化碳冰。 研究人员推测，由于太阳系中已知的行星与太阳的距离比这个距离更近，因此它们形成时不会含有像 TYC 8998-760-1 b 那样多的一氧化碳。
我们在太阳系中也有类似的现象，即海王星和氘含量比木星更丰富，氘是一种具有一个质子和一个中子的氢同位素（普通氢只有一个质子）。 这归因于超过水雪线的行星形成。
研究人员表示，对于许多系外行星来说，探测大气中的同位素尚不可能，但随着我们的望远镜不断改进，它可以为研究系外行星的形成提供一种新的手段。
“期望在未来，同位素将进一步帮助准确了解行星形成的方式、地点和时间，”天文学家伊格纳斯·斯内伦说莱顿大学的。 “这个结果只是一个开始。”
该研究发表于自然。
