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哈勃在小型系外行星的大气层中发现水蒸气

2024-01-26 15:10:19  来源:激光网原创    

天文学家使用美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜观测到最小的系外行星,在其大气层中检测到水蒸气。GJ 9827d行星的直径只有地球的两倍左右,可能是我们银河系其他地方具有富含水的大气层的潜在行星的一个例子。

GJ 9827d于2017年由美国宇航局的开普勒太空望远镜发现。它每6.2天完成一次围绕红矮星的轨道。这颗恒星GJ 9827位于双鱼座,距离地球97光年。

“这将是我们第一次通过大气探测直接表明这些具有丰富水的大气层的行星实际上可以存在于其他恒星周围,”蒙特利尔大学的团队成员BjörnBenneke说。“这是确定岩石行星上大气的普遍性和多样性的重要一步。

该研究发布在《天体物理学杂志快报》上。

然而,现在判断哈勃光谱是否在蓬松的富氢大气中测量了少量水蒸气,或者行星的大气层是否主要由水组成,这些水是在恒星辐射下蒸发的原始氢/氦大气后留下的。

“我们的观测计划是专门设计的,其目标不仅是探测地球大气中的分子,而且实际上是专门寻找水蒸气。无论水蒸气是占主导地位的,还是只是氢占主导地位的大气中的微小物种,这两种结果都会令人兴奋,“该论文的主要作者,蒙特利尔大学的皮埃尔-亚历克西斯·罗伊说。

“到目前为止,我们还无法直接探测到这么小行星的大气层。我们现在正在慢慢进入这个制度,“Benneke补充道。“在某个时候,当我们研究较小的行星时,必须有一个过渡,在这些小星球上不再有氢,它们的大气层更像金星。

因为这颗行星和金星一样热,温度约为425°C,如果大气层主要是水蒸气,那绝对是一个荒凉、潮湿的世界。

目前,该团队有两种可能性。这颗行星仍然紧紧抓住一个充满水的富氢外壳,使其成为一个迷你海王星。或者,它可能是木星卫星欧罗巴的温暖版本,木卫二的地壳下的水量是地球的两倍。“GJ 9827d行星可能一半是水,一半是岩石。在一些较小的岩石体上会有很多水蒸气,“Benneke说。

如果这颗行星有一个残余的富含水的大气层,那么它一定是在离它的主星更远的地方形成的,那里的温度很冷,水以冰的形式存在,而不是它现在的位置。在这种情况下,这颗行星将迁移到更靠近恒星的位置并接收更多的辐射。然后,氢气被加热并逸出,或者仍在逃逸,行星的弱重力。另一种理论是,这颗行星是在热恒星附近形成的,其大气层中有一丝水。

哈勃计划在11次凌日期间观测了这颗行星 - 行星在其恒星前方穿过的事件 - 间隔了三年。在凌日期间,星光被过滤穿过行星的大气层,并携带水分子的光谱指纹。如果行星上有云,它们在大气层中足够低,以至于它们不能完全隐藏哈勃对大气层的看法,哈勃能够探测云层上方的水蒸气。

哈勃的发现为更详细地研究这颗行星打开了大门。对于NASA/ESA/CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜来说,这是一个很好的目标,可以进行红外光谱学以寻找其他大气分子。

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