韦伯望远镜分析出了700光年外一颗行星的有毒大气1每日观点

时间:2022-11-23 20:54:28 来源:知新了了

WASP-39b 是一颗炎热的土星,其天空中弥漫着一些有害的化学物质。


(资料图片仅供参考)

上图:艺术家对WASP-39b表面的描绘。

地球上的天体物理学家对 WASP-39b 并不陌生,这是一颗围绕距离地球约700光年的一颗恒星运行的系外行星,尽管我们从未直接看到过它。现在,韦伯太空望远镜为这个遥远的世界提供了新的视角:它的观测揭示了这颗行星有毒大气的配方清单。

WASP-39b是一颗气态巨星,质量与土星相当,大小与木星相当,但它围绕其恒星运行的距离却与水星与太阳的距离相同,这使得这颗系外行星非常非常热。这颗系外行星是在2011年发现的,今年早些时候,韦伯望远镜的观测发现它的大气层中潜伏着二氧化碳。

现在,韦伯望远镜已经发现了更多的分子和化合物,包括水、二氧化硫、一氧化碳、钠和钾的证据。研究结果正在审查中,目前可以在预印服务器 arxiv 上获得。

“这是我们第一次在系外行星上看到光化学的具体证据 —— 高能恒星光引发的化学反应,”牛津大学的研究员蔡尚敏(音译)说,他在欧洲航天局发布的一篇论文中解释了该行星大气中二氧化硫的存在。“我认为这是一个非常有前途的前景,可以通过这个任务推进我们对系外行星大气的理解。”

要想嗅出遥远世界大气中漂浮的化学物质绝非易事。最近确认的系外行星在24.9万亿英里之外。然而,韦伯成功地在WASP-39b中发现了如此微小的分子。

上图:四幅图显示了NIRISS、NIRCam和两台NIRSpec仪器观察到的光谱。

韦伯观察这颗行星的方法是等待它从主星前面经过。当它这样做时,恒星的光从后面照亮了行星。韦伯捕捉到了这种光的红外波长,科学家可以根据它们吸收的光的波长推断出大气中存在哪些化学物质。

韦伯的能力对理解银河系中系外行星的多样性具有更广泛的意义,并着眼于它们潜在的宜居性。WASP-39b由于其极高的温度和气体组成,肯定不适合我们所知的任何生命 —— 但它展示了韦伯可以应用于遥远世界的分子水平分析。

“我期待着看到我们在小型类地行星的大气层中发现了什么,”天体物理中心的天文学家梅赛德斯·洛佩斯-莫拉莱斯(Mercedes López-Morales)说。他是哈佛和史密森尼学院的天文学家,也是欧空局发布的近期研究报告的合著者之一。

这些数据向研究人员表明,这颗行星大气中的化学物质可能会在云层中分解,而不是在大气中均匀分布。根据大气中化学物质的相对丰度,研究人员认为WASP-39b是随着时间的推移由星子聚集而成的。

虽然,我们不知道韦伯接下来会把红外线的目光投向哪里,但我们知道,在某个时刻,更多的系外行星将会出现在日程表上。

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标签: 遥远的世界

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