这个外星世界是如此的极端,它有真正的蒸发岩石云

这个外星世界是如此的极端,它有真正的蒸发岩石云

一颗大约 1,360 光年外的系外行星离它的恒星如此之近,它的云层由蒸发的岩石组成。

它被称为 WASP-178b,它围绕 WASP-178 运行,这是一颗年轻的白色恒星,质量是太阳的两倍,轨道非常短,只有 3.3 天。在那附近,气态世界的温度正在飙升——如此之热,以至于它被归类为“超热木星”,这可能是我们所知道的最极端的系外行星类型。

一项对这个野生世界天气的新研究首次确定了系外行星大气中的一氧化硅 (SiO),让我们对这些真正的外星世界有了新的认识。

约翰霍普金斯大学的天体物理学家大卫辛说: “我们仍然对不同行星环境中的天气没有很好的了解。”

“当你观察地球时,我们所有的天气预报仍然根据我们可以测量的结果进行微调。但是当你去遥远的系外行星时,你的预测能力有限,因为你还没有建立一个关于大气中的一切如何发生的一般理论齐心协力应对极端条件。”

尤其是热木星,绝对是迷人且成熟的研究对象。顾名思义,这些世界是气态巨行星,就像木星一样,但它们也很热,因为它们与恒星的轨道非常接近——有些在不到一天的时间里就绕了过去。

它们提出了一个有趣的难题:它们不可能在目前的轨道上形成,因为重力、辐射和强烈的恒星风本应阻止气体聚集在一起。然而,迄今为止已经发现了 300 多颗热木星。天文学家认为它们的形成距离恒星更远,并向内迁移。

WASP-178b 的质量约为木星的 1.4 倍,大小约为木星的 1.9 倍。由于其恒星的热量,这颗系外行星的温度达到了 2,450 开尔文(2,177 摄氏度,或 3,950 华氏度)。该温度是检测汽化硅酸盐的最佳温度:理论研究表明,在 2,000 开尔文以上,预计可以检测到一氧化硅。

就是这样。这颗系外行星在我们和它的主星之间经过。每次凌日时,来自恒星的一些光会被系外行星大气中的原子吸收;每个元素吸收或发射不同的波长,这意味着它可以被识别为从恒星接收到的光谱中的信号。

正如您可以想象的那样,信号绝对是微小的,但通过叠加凌日,天文学家可以放大光谱以获得可读信号。使用这种方法,已在热木星的大气中检测到钛、铁和镁等汽化金属。

由 Sing 和犹他谷大学的同事 Josh Lothringer 领导的一组研究人员使用哈勃太空望远镜获得了 WASP-178b 的光谱,并发现了一个前所未有的信号。根据他们的分析,原来是硅和镁。

他们在论文中写道: “据我们所知,尤其是 SiO,以前从未在系外行星中检测到过,”但 WASP-178b 中 SiO 的存在与理论预期一致,因为它是高含硅的主要物种。温度。”

就像所有已知的热木星一样,WASP-178b 潮汐锁定在它的恒星上。这意味着在永久的白天,一侧永久地面向恒星,而在永久的夜晚,另一侧则背对着星星。这在系外行星的两个半球之间产生了显着的温度差异,旋转的大气在两者之间旋转。

在系外行星的夜间,它可能足够凉爽,蒸汽会凝结成云,然后下雨到大气层深处,然后再被吹回白天再次蒸发矿物质。

研究人员在 WASP-178b 的终结器上看不到这种凝结的迹象,这条线将白天与黑夜分开。但结果表明,一氧化硅可能存在于其他系外行星上,这些系外行星的详细终结者观测更为明显,即WASP-76b。如果系外行星上存在岩石雨,这可能是找到它的地方。

该团队的结果还表明,我们在观察遥远世界的神秘气氛方面做得越来越好。这对于观察更小、离恒星更远的系外行星来说是个好兆头。

“如果我们无法弄清楚我们拥有可靠可靠观测数据的超热木星上发生了什么,我们就没有机会通过观察类地系外行星来弄清楚在较弱光谱中发生了什么,”洛林格说。

“这是对我们技术的测试,使我们能够对云的形成和大气结构等物理特性有一个大致的了解。”

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页面更新:2024-04-23

标签:气态   世界   木星   光谱   外星   外行   恒星   岩石   轨道   大气   信号   温度

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