一颗距我们仅 26 光年的系外行星看起来是我们迄今为止发现的观察外星世界大气层的最佳行星之一。
这颗系外行星被命名为 Gliese 486 b,是一个岩石世界,天文学家认为它可能类似于- 岩石、炎热,并且可能存在大气层(尽管它比金星的薄得多)。它满足我们在尝试寻找系外行星大气层以用下一代望远镜探测时所寻求的所有标准。
它不仅在我们附近,而且还经过我们和它的恒星(一颗相对凉爽、平静的红矮星)之间,这将使其大气层受到背光照射。它也正好处于光谱学的最佳温度点,可以分析大气成分。
加泰罗尼亚空间研究所的天体物理学家胡安·卡洛斯·莫拉莱斯说:“从一开始,我们就意识到这颗行星是一颗宝石:绕着附近一颗明亮的恒星运行,并从我们在地球上的视角经过它的前面。”
“我们已尽最大努力精确确定其属性,并准备进一步表征。这颗行星可能成为了解系外行星大气结构和演化的垫脚石。”
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自从发现第一颗系外行星或太阳系外的行星以来20世纪90年代证实,天文学家已经在银河系中发现了数千个这样的星系。
到目前为止,我们发现的图片还不完整,受到技术限制,但即便如此,我们仍然能够了解很多关于不同行星的信息——它们的大小和质量、密度、它们如何绕恒星运行,诸如此类的事情。
气氛要棘手得多。一般来说,我们根据系外行星对其恒星的影响,使用两种方法来检测系外行星。
多普勒光谱仪:它可以检测到恒星由于与系外行星的引力相互作用而绕小圈运动时非常微弱的摆动运动。
还有凌日光度测定法,它可以检测当系外行星凌日或在恒星前面移动时星光的非常微弱的变化。
为了研究系外行星的大气层,天文学家寻找系外行星绕恒星运动时恒星波长光谱的微小变化。某些波长将是吸收或发射根据大气中的元素,在光谱上显示为较暗或较亮的线条;这些可用于确定该大气的化学成分。
正如您可以想象的那样,这非常具有挑战性。系外行星距离我们非常遥远,我们所说的信号也非常微弱。
理想情况下,为了能够研究气氛,您需要一些关键的东西。越近越好;那是一个。另一种情况是一颗明亮的恒星,其光线应返回强光谱。当然,还有凌日系外行星本身,最好是在短轨道上,这样可以在短时间内观察到多次凌日,然后叠加起来放大信号。
系外行星的轨道可以是任何方向,如果轨道很短,则系外行星距离恒星非常近,这可能会使恒星变得太热而无法进行光谱观测。
使用多普勒光谱学和传输光度测定法进行高精度测量的 Gliese 486 b 被发现满足所有这些条件。
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马克斯·普朗克天文学研究所的天文学家 Trifon Trifonov 向 ScienceAlert 解释道:“得益于 CARMENES 和 MAROON-X 仪器的观测,Gliese 486 b 的邻近性使我们能够以前所未有的精度测量其质量。”
“此外,美国宇航局的凌日系外行星勘测卫星(TESS)航天器还发现这颗行星定期穿过恒星盘,这是一个罕见的事件。结合多普勒数据中明确描述的行星质量和轨道结构,以及精确的行星半径和如此近距离的系外行星凌日的轨道周期使其成为一项非凡的发现。”
研究小组确定,这颗系外行星的大小约为地球的 1.3 倍,密度约为地球的 2.8 倍。这表明存在富含金属的陆地成分,例如地球或金星。它距离恒星也非常近,轨道周期仅为 1.5 天。
不过,由于该恒星是一颗冷红矮星,因此该系外行星的平衡温度仅为 700 开尔文。这对我们来说可能听起来非常不适宜居住,但它对于大气观测来说却是恰到好处。
“靠近红矮星 Gliese 486 使地球温度显着升高到约 430 摄氏度(806 华氏度或 700 开尔文),使其地貌变得炎热干燥,散布着火山和发光的熔岩河。在这种情况下,Gliese 486 b 是与金星比与地球更相似,”特里福诺夫解释道。
这就是它适合发射光谱(当系外行星靠近恒星时,反射其光)以及涉及星光变化以寻找大气层的研究。
“如果温度低一百度,就不适合后续观测,而如果温度高一百度,行星的整个表面都会是熔岩,因此它的大气层将主要由蒸发的岩石组成,这将导致没有告诉我们任何有关原始大气的信息,”特里福诺夫指出。
从所有适合了解系外行星大气层的角度来看,Gliese 486 b 都处于最佳位置。如果没有发现大气层怎么办?好吧,这将帮助我们了解岩石系外行星在非常接近恒星的轨道上运行时如何保留其大气层。
詹姆斯·韦伯太空望远镜的任务包括研究系外行星大气,将于今年晚些时候发射。希望 Gliese 486 b 能够出现在菜单上。
该研究发表于科学。