哈勃和斯皮策揭露中等大小行星大气层的面纱


   2019-07-09 丨 资讯 丨 nasachina  丨  No Comment 丨  88

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美国国家航空航天局(NASA)的两架太空望远镜(哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜)共同协作,首次识别出一个大小介于地球和海王星之间的行星的详细化学“指纹”。在太阳系中找不到这样的行星,但它们在其他恒星周围却很常见。

哈勃和斯皮策揭露中等大小行星大气层的面纱

这幅画家笔下的插图展示了系外行星GJ 3470 b理论上的内部结构,它不同于太阳系中发现的任何行星。这颗行星的质量是地球的12.6倍,比地球大,但比海王星小。与距离太阳30亿英里的海王星不同,GJ 3470 b可能是在距离其红矮星非常近的地方形成的一个干燥的岩石天体。然后在引力的作用下,它将氢气和氦气从环恒星盘中吸附过来,形成了一个较厚的大气层。该环恒星盘在数十亿年前就消散了,行星也停止了生长。下方的插图显示了环恒星盘系统很久以前可能的模样。NASA的哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜对GJ 3470 b清澈且厚实的大气的组成进行了化学分析,发现了关于该行星起源的线索。在我们的星系中存在许多这种质量的行星。
版权:NASA、欧洲航天局(ESA)和L. Hustak(太空望远镜科学研究所,Space Telescope Science Institute,缩写为STScI)

Gliese 3470 b 行星(也被称为GJ 3470 b),大小介于地球和海王星之间,有一个巨大的岩石内核深埋在氢和氦的高压大气中。该行星的重量等同于地球质量的12.6倍,比地球大,但比海王星小(海王星质量大于地球质量的17倍)。

NASA的开普勒太空望远镜发现了许多类似的星球,该望远镜的任务于2018年结束。事实上,我们星系中80%的行星可能都落在这个质量范围内。然而,研究人员表示,直到现在天文学家才能够了解这样一颗行星的化学性质

通过列出GJ 3470 b大气层含量的清单,天文学家们可以发现关于这颗行星的性质及起源的线索。

加拿大蒙特利尔大学的比约恩•本内克(Björn Benneke)表示:“从行星形成的角度来看,这是一个重大发现。该行星的轨道离恒星非常近,质量远远小于木星(木星质量是地球质量的318倍),但它成功地累积了原始的氢/氦大气,这些大气基本上没有受到较重元素的污染。太阳系里没有这样的天体,而这就是它引人注目之处。”

天文学家利用NASA的哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜的多波长综合能力,对GJ 3470 b的大气层进行了首次研究。

研究通过测量GJ 3470 b行星经过其宿主恒星前方(凌日)时的星光吸收以及行星经过其宿主恒星后方(日食)时的反射光损失来实现。太空望远镜总共观测到12次凌日和20次日食。基于光分析化学指纹的科学被称为“光谱学”。

Benneke表示:“这是我们第一次得到关于这样一个星球的光谱特征。”但他不知道该如何对该星球进行分类,它是应该被称为“超级地球”还是“亚海王星”?或者其他什么名称?

凑巧的是,GJ 3470 b行星的大气层基本是清澈的,只有稀薄的薄雾,这使得科学家们能够对大气层进行深入探测。

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