近日,NASA發現一顆超熱類木星球WASP-79b,常年無法看到藍天

木星大小的巨型行星WASP-79b的天氣預報是潮溼的、散落的雲、鐵雨和黃色的天空。

美國宇航局的哈勃太空望遠鏡與智利的麥哲倫集團的麥哲倫二號望遠鏡合作,分析了這顆行星的大氣層,這顆行星的軌道比我們的太陽還要熱和明亮,它位於埃里亞努斯星座中,距離地球780光年。在環繞我們太陽以外恆星的系外行星中,WASP-79b是迄今觀測到的最大行星之一。

近日,NASA發現一顆超熱類木星球WASP-79b,常年無法看到藍天

這是一個藝術家的插圖,超級熱系外行星WASP-79b,位於780光年以外.這顆行星的軌道不穩定地接近一顆比我們的太陽熱得多的恆星。這顆行星比木星還要大,它的大氣層非常深,朦朧,在華氏3,000度的溫度下--熔融玻璃的溫度--發出刺耳的嗡嗡聲。哈勃太空望遠鏡和其他天文臺測量了星光是如何穿過地球大氣層的,從而可以對其化學成分進行分析。哈勃探測到水蒸氣的存在。

學分:美國航天局、歐空局和L.Hustak(STScI)

在最近發表的結果中,令人驚訝的是,行星的天空沒有任何證據表明存在一種叫做瑞利散射的大氣現象,在這種現象中,某些顏色的光被上層大氣中非常細小的塵埃粒子分散。瑞利散射是通過散射更短(更藍)波長的陽光使地球的天空變藍。

研究人員說,由於WASP-79b似乎沒有這種現象,白天的天空可能會變黃。

位於馬里蘭州勞雷爾的約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(Johns Hopkins University Application物理學實驗室)的克里斯汀·肖瓦特·索岑(Kristin Showalt Sotzen)說,“這有力地表明瞭一個未知的大氣過程,我們只是在物理模型中忽略了這一點。我已經向許多同事展示了WASP-79b光譜,他們的共識是‘這很奇怪’。

該小組希望找到其他具有類似條件的行星來了解更多情況。

Sotzen說:“因為這是我們第一次看到這種情況,我們真的不知道原因是什麼。”“我們需要密切關注其他類似行星,因為它可能表明了我們目前不瞭解的未知大氣過程。因為我們只有一顆行星作為例子,我們不知道這是否是一個與行星演化有關的大氣現象。”

熱木星的軌道如此接近它們的恆星,因此傳統的觀點是,它們在行星系統寒冷的外部區域被冷氣膨脹後,向內遷移到圍繞恆星的緊密軌道上。黃蜂79b只需3 1/2天就能完成軌道。但這顆行星正處於與恆星不尋常的極地軌道上,這與科學家關於行星如何形成的理論背道而馳--特別是對於熱木星而言。

新的研究結果可能會為類似行星的歷史提供更多線索。一些熱木星似乎有朦朧或多雲的大氣,而另一些似乎有清晰的大氣。如果它和其他熱木星一樣,WASP-79b可能有分散的雲層,而鐵被提升到高空時可能會像雨一樣沉澱下來。

黃蜂79b的質量是木星的兩倍,而且太熱了,所以有一個很長的大氣層,這對於研究星光是非常理想的,因為星光是經過過濾並在向地球移動的過程中掠過大氣層的。

為了研究這顆行星,研究小組在智利拉斯坎帕納斯天文臺的麥哲倫二號望遠鏡上使用了光譜儀--一種分析光波長以觀察化學成分的儀器。他們預計,由於瑞利散射,藍色星光的數量會減少。相反,他們看到了相反的趨勢。較短、更藍的光波長似乎更透明,表明大氣的吸收和散射較少。這一結果在NASA的凌日外行星測量衛星(TESS)對WASP-79b進行的獨立觀測中是一致的。

黃蜂79b也作為哈勃太空望遠鏡全色比較外行星財政部(PanCET)計劃的一部分被觀測到,這些觀測表明WASP-79b的大氣中存在水汽。基於這一發現,這顆巨大的行星被選為NASA即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的早期釋放科學目標。Webb有望在更長的紅外波長上提供更多的光譜數據。這些觀測結果可能會揭示更多地球大氣中水汽的證據,並將提供行星化學組成的詳細視圖,這將有助於揭示奇特光譜的潛在來源。

這個結果發表於2020年1月天文雜誌.

哈勃太空望遠鏡是美國航天局和歐空局(歐洲航天局)之間的一個國際合作項目。美國宇航局位於馬里蘭州綠帶的戈達德太空飛行中心管理著這架望遠鏡。位於巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所(STSCI)進行哈勃科學操作。STSCI是由華盛頓特區的大學天文學研究協會為NASA運作的。


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