在系外行星的大气层中,WASP-39b的水量是土星的三倍


艺术概念:NASA,ESA,G。Bacon,A。Feild(STScI),H。Wakeford(STScI /埃克塞特大学)

天体物理学家使用哈勃望远镜和斯皮策望远镜分析(pdf) WASP-39b土星热系外行星大气-并组成了可以用现代工具汇编的最完整的透射光谱。 星光穿过行星的大气层,而部分吸收的波的长度是大气中物质能量状态的特征。 因此,通过吸收光谱法,可以确定大气中存在哪些化合物。

因此,英国埃克塞特大学的天体物理学家与其他大学的同事和NASA员工合作,证明了大气中存在大量水蒸气。

尽管预先预测了大气中会存在水,但如此大的数量令人惊讶-是土星的三倍。 这表明该行星距其恒星更远,并受到冰物质的轰炸。

下图显示了WASP-39b的完整透射光谱(黑点)。



传输频谱包括HST STIS和WFC3数据,Spitzer IRAC和VLT FORS2,并使用所有可用仪器对0.3到5.0微米的频谱进行了补充。 基于等温曲线和平衡化学状态,科学家们为WASP-39b行星编制了最可能的大气模型。 它以红色标记,表示置信区间1、2和3σ(从深蓝色到蓝色)。

尽管太阳系中没有像WASP-39b这样的行星,但对其进行研究可以提供有关行星相对于恒星的位置和形成方式的新信息。 系外行星以其自己的方式是独特的。 您可以收集有关它和其他不寻常行星的信息越多,它们的起源就越容易理解。

WASP-39b的有趣之处在于它可能具有非常不同的进化历史。 从大气中的水量来看,它离恒星很远,但随后进行了一次史诗般的旅行,穿越了行星系统,并可能破坏了其路径上的其他一些行星物体。

“我们需要研究其他行星以了解我们自己的太阳系,”太空望远镜空间研究所(美国)和埃克塞特大学(英国)的首席研究员汉娜·韦克福德解释说 。 “但是系外行星表明行星的形成比我们想象的要复杂和令人困惑。” 这太棒了!” WASP-39b的例子表明,系外行星的大气成分与我们太阳系行星的大气成分可以有很大不同。

WASP-39b位于一个平静的太阳型恒星轨道的处女座,距太阳约700光年。 自转周期(恒星周期)为四个地球日。 目前,它位于距离恒星比地球靠近太阳20倍的位置,并且与恒星同步旋转,也就是说,恒星始终面向同一侧。

晴天的温度为776.7°C。 强风从整个地球的白天传递热量,因此背面的热量几乎与白天一样高。 尽管该行星被称为“热土星”,但它没有相同的环。 但是那时她的气氛很好,没有高空云层,因此可以使用吸收光谱仪。

科学家希望在计划于2019年发射詹姆斯·韦伯望远镜之后,在WASP-39b和其他系外行星的研究方面取得重大进展。 根据最新时间表,发射应该在2019年3月至2019年6月之间的一个窗口中进行。 不幸的是,根据2018年2月28日美国会计商会的最新报告 ,承包商诺斯罗普·格鲁曼公司将需要另外四个月的时间来准备望远镜投入运行。 因此,望远镜的发射可以再次推迟。 诺斯罗普·格鲁曼公司的员工目前每天24小时分三班轮班从事JWST工作。 自2017年9月以来,该项目的工作范围已经超过初始数字五倍。


詹姆斯·韦伯望远镜在太空中心的真空控制室进行了低温测试之后。 约翰逊在休斯敦,2017年12月1日。 照片:美国宇航局/克里斯·冈恩,CC BY-NC-ND 2.0

詹姆斯·韦伯(James Webb)将提供有关大气碳的信息,该碳吸收比哈勃记录更长波长的光。 然后,科学家将能够确定大气中碳和氧的比例-并对行星的起源和演化历史做出更准确的假设。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN410771/


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