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天文学家在热木星WASP-18b周围探测到富含一氧化碳的高层大气

  • 科学
  • 2019-08-22 11:07:47
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WASP-18b是一颗位于距离地球大约325光年的热木星系外行星,其平流层中含有一氧化碳,但没有水的迹象,据美国宇航局戈达德空间的凯尔·谢泼德博士领导的一组天文学家称飞行中心。

“ WASP-18b的组成无视所有期望。我们不知道任何其他一氧化碳如此完全支配高层大气的系外行星,“Sheppard博士说,该论文的主要作者发表于天体物理学杂志(arXiv.org预印本)。

在地球上,臭氧吸收平流层中的紫外线,保护我们的世界免受太阳的许多有害辐射。

对于极少数具有平流层的系外行星,吸收剂通常被认为是一种分子,如氧化钛,二氧化钛的近亲,在地球上用作油漆颜料和防晒成分。

天文学家解释说:“行星大气层中平流层的形成归因于'防晒'样分子,这些分子吸收来自恒星的紫外线和可见光辐射,然后释放出能量作为热量。”

“WASP-18b具有不寻常的成分,这个外星世界的形成可能与木星以及其他行星系统中的气体巨星完全不同。”

他们研究了为WASP-18b收集的数据,该数据的质量为10个木星,作为发现具有平流层的系外行星的调查的一部分。

这个星球已被反复观察,使得该团队积累了相对庞大的数据库。

该研究分析了哈勃存档数据中的五次日食和斯皮策的两次日食。

从行星大气中发出的红外波长发出的光,超出可见区域,可以识别水和其他一些重要分子的光谱指纹。

分析揭示了WASP-18b的特殊指纹,它与目前检测的任何系外行星都不相似。

为了确定哪种分子最有可能与之匹配,研究人员进行了广泛的计算机建模。

“对于数据的唯一一致解释是,除了存在平流层外,WASP-18b大气中的一氧化碳和水蒸气极少,”共同作者,大学的Nikku Madhusudhan博士说。剑桥。

“这种罕见的因素组合为我们对外行星大气中物理化学过程的理解打开了一扇新窗口。”

研究结果表明,WASP-18b在平流层中具有热的一氧化碳,在下面的大气层中具有较冷的一氧化碳,称为对流层。

该小组通过检测两种类型的一氧化碳特征,在约1.6微米的波长处的吸收特征和在约4.5微米的发射特征来确定这一点。

理论上,另一种可能适合观察的是二氧化碳,它具有相似的指纹。作者对此进行了排除,因为如果有足够的氧气可以形成二氧化碳,大气中也应该有一些水蒸气。

为了产生团队看到的光谱指纹,WASP-18b的高层大气必须装载一氧化碳。

与其他热木星相比,这颗行星的大气层可能含有300倍以上的“金属”或比氢和氦重的元素。

这种极高的金属度表明WASP-18b在形成过程中可能比木星积累了更多的固体冰,这表明它可能没有像其他热木星那样形成。

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