科学家在外行星大气中发现大量的水

日期:2018-05-14 浏览:3

就像侦探研究指纹来识别罪魁祸首一样,科学家们使用美国宇航局的哈勃望远镜和斯皮策太空望远镜在距离我们约700光年远的热膨胀的土星质量系外行星的大气中找到水的“指纹”。而且,他们发现了很多水。事实上,这颗行星被称为WASP-39b,其水分含量是土星的三倍。

研究人员表示,尽管没有这样的行星存在于我们的太阳系中,但WASP-39b可以提供行星围绕恒星周围和周围形成的新见解。这颗系外行星是如此的独特,它强调了更多天文学家了解其他世界的复杂性的事实,他们了解他们的起源就越多。这一最新的观察是朝着这些世界的特征迈出的重要一步。

使用哈勃和斯皮策,天文学家分析了“热土星”系外行星WASP-39b的气氛,他们利用现代技术捕获了最完整的系外行星大气谱。通过解剖行星大气层中的星光过滤到其组件颜色,该团队发现了明确的水汽证据。尽管研究人员预测他们会看到水,但是他们对他们发现的水量感到惊讶 - 土星的水量是土星的三倍。这表明这颗行星从恒星形成得更远,被冰冷的物质轰击。学分:艺术家的概念:NASA,ESA,G. Bacon和A. Feild(STScI)和H. Wakeford(STScI /埃克塞特大学)

尽管研究人员预测他们会看到水,但他们对这个“热土星”中发现的水量感到惊讶。因为WASP-39b的水比我们这个着名的邻居要多得多,所以它的形成方式必须不同。水量表明,这颗行星实际上远离恒星发展,在那里被大量冰冷的物质轰击。 WASP-39b可能有一个有趣的进化历史,因为它迁移到其中,在整个行星系统上进行一次史诗般的旅程,并且可能会消除其行进中的行星物体。

“我们需要向外看,这样我们才能了解我们自己的太阳系,”马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的首席研究员汉纳韦克福德和英国德文郡埃克塞特大学解释说。 “但系外行星向我们表明,行星的形成比我们想象的更复杂和更混乱。这太棒了!“

韦克福德和她的团队能够分析这颗系外行星的大气成分,它与土星质量相似,但在许多其他方面有很大不同。通过将行星大气层中的星光过滤分解为其组成颜色,该团队发现了清晰的水质证据。这种水在大气中被检测为蒸气。

通过使用哈勃和斯皮策,该团队利用当今的技术捕获了最为完整的系外行星大气层。韦克福德说:“迄今为止,这个频谱是我们拥有的一个清晰的外行星气氛的最美丽的例子。

英国德文郡埃克塞特大学的合作者David Sing说:“WASP-39b显示系外行星的组成可能与我们太阳系的组成差别很大。 “希望我们在系外行星中看到的这种多样性将为我们提供线索,帮助我们找出行星形成和演化的所有不同方式。”

WASP-39b位于处女座星座,每四天一次绕着一颗名为WASP-39的安静的类似太阳的星星鞭打。目前,系外行星的位置离地球距离太阳近20倍。它是完全锁定的,这意味着它总是与它的明星展现出同样的面貌。

它的白天温度是华氏1430度(摄氏776.7度)。强大的风力从行星周围的日间传递热量,保持永久的夜晚几乎像热的一样。虽然它被称为“热土星”,但WASP-39b并不知道有戒指。相反,它有一个蓬松的气氛,没有高空云层,让韦克福德和她的团队深入到它的深处。

展望未来,韦克福德希望使用詹姆斯韦伯太空望远镜 - 计划于2019年发射 - 获得更加完整的系外行星谱。 Webb将能够提供有关地球大气碳的信息,该信息吸收比哈勃望远镜更长的红外波长的光。通过了解大气中碳和氧的含量,科学家们可以更多地了解这个星球在哪里以及如何形成。

哈勃太空望远镜是美国宇航局和欧空局(欧洲航天局)之间国际合作的一个项目。美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理望远镜。哈勃太空望远镜科学研究所(STScI)在巴尔的摩进行哈勃科学行动。 STScI是由华盛顿特区天文学研究大学协会为NASA运营的。

美国宇航局喷气推进实验室,加利福尼亚州帕萨迪纳,负责管理美国国家航空航天局科学任务局的华盛顿斯皮策太空望远镜任务。科学行动在帕萨迪纳加州理工学院的斯皮策科学中心进行。航天器的运行基于位于科罗拉多州利特尔顿的洛克希德马丁太空系统公司。数据存储在位于加州理工学院IPAC的红外科学档案库。加州理工学院为NASA管理JPL。

出版物:H.R.Wakeford等人,“The Complete Transmission Spectrum of WASP-39b with a Precise Water Constraint”,AJ,2018; DOI:10.3847 / 1538-3881 / aa9e4e

资料来源:Ann Jenkins / Ray Villard,太空望远镜科学研究所