天文学家刚刚窥探了迄今为止发现的最极端的系外行星之一的大气层。
尽管它绝对不适合居住(至少按照我们的理解),系外行星 WASP-189b 是第一颗科学家能够探测不同大气层的行星,每个大气层都有自己的化学成分和特征。
“过去,天文学家经常假设系外行星的大气层以均匀的层形式存在,并试图这样理解它,”天文学家 Jens Hoeijmakers 说瑞典隆德大学教授。
“但我们的结果表明,即使是受到强烈辐射的巨型气体行星的大气层也具有复杂的三维结构。”
WASP-189b 是最有趣的系外行星子集之一的成员:热木星。 这些极端世界是气态巨行星? 喜欢? 但其轨道与主恒星极其接近,在不到 10 天的时间内绕一圈。 当然,它们的温度也因此灼热。
另外,我们也不知道他们为什么会这样。 根据我们目前的行星形成模型,气态巨行星无法形成距离恒星很近,因为重力、辐射和强烈的恒星风应该可以防止气体聚集在一起; 然而,迄今为止已确认的近 5,000 颗系外行星中,超过 300 颗可能是热木星。 因此,更多地了解这些地狱世界应该能够更多地了解行星系统的动态。
WASP-189b 距离我们约 322 光年,是最极端的一个(尽管它是不完全是最)。 它的大小约为木星的 1.6 倍,绕其恒星运行的周期为 2.7 天。 那颗星星是年轻又火辣,这意味着 WASP-189b 白天的表面温度高达 3,200 摄氏度(5,792 华氏度),使得这颗行星比一些恒星还要热。
它也是已知最亮的凌日系外行星之一。 也就是说,它在我们和它的恒星之间经过。 反过来,这使得它对大气研究非常有吸引力。
“我们测量了来自行星主恒星并穿过行星大气层的光,”天文学家 Bibiana Prinoth 解释道隆德大学的领导了这项研究。
“其大气中的气体吸收了一些星光,类似于吸收地球大气层中的一些阳光,从而留下它们特有的“指纹”。 在 HARPS(ESO 拉西拉天文台上的高精度径向速度行星搜索器)的帮助下,我们能够识别出相应的物质。”
按原样经常见到在热木星,这些气体包括重金属蒸气。 WASP-189b 的大气层中飘浮着气态铁、钛、铬、镁、钒和锰云。
有趣的是,研究人员还发现了氧化钛的痕迹,研究人员说,以前从未在系外行星大气中确实检测到过氧化钛。 二氧化钛在地球上的自然界中很少见,但在 WASP-189b 上,它的存在可能有助于塑造大气层。
“二氧化钛吸收短波辐射,例如紫外线辐射,”天体物理学家凯文·亨说伯尔尼大学的。
“因此,它的探测可能表明 WASP-189b 大气中有一层与恒星辐射相互作用,类似于在地球上也是如此。”
还有另一个重要线索表明该团队也在观察这颗系外行星大气层的各层。 通过光谱检测空间中的元素; 也就是说,我们将仪器检测到的光分成全光谱,并寻找更亮或更暗的线条。 这些表明某些东西正在放大或吸收这些波长,即我们所说的发射线或吸收线。
然后可以追踪吸收线到我们已知吸收这些波长的特定元素。 但 WASP-189b 的吸收线并不完全符合研究人员的预期。
“我们相信强风和其他过程可能会产生这些变化,”普里诺特说。
“由于不同气体的指纹以不同的方式改变,我们认为这表明它们存在于不同的层中?类似于地球上水蒸气和臭氧的指纹从远处看会出现不同的变化,因为它们大多发生在在不同的大气层中。”
显然我们不会很快前往 WASP-189b。 即使我们是这样,我们所知道的生活在我们着陆之前也将是巨大的。 然而,这项研究仍然与寻找生命相关。 它代表了探测系外行星大气层的一个新里程碑,这是我们最有可能发现外星生命迹象的地方。
“经常有人问我,我的研究是否与在宇宙其他地方寻找生命有关。我的答案总是肯定的。这种类型的研究是这种搜索的第一步,”普里诺特说。
该研究发表于自然天文学。