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jhu大学利用韦伯望远镜破解外行星秘密

上传时间:2024-05-21 15:56:08浏览量:163

jhu大学利用韦伯望远镜破解外行星秘密,据悉,jhu研究员通过韦伯望远镜,发现了像棉花糖一样的行星WASP-107 b中隐藏着少量的甲烷和超大的地核。它标志着对系外行星核心质量的首次测量,会为未来对行星大气和内部的研究奠定基础,也是寻找太阳系外宜居世界的一个关键方面。下面就随托普仕出国留学老师一起去看看吧!

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  jhu大学利用韦伯望远镜成功测量外行星,实属重大发现!

  根据jhu彭博社地球和行星科学杰出教授大卫·辛说道:“研究数百光年外的行星内部听起来几乎是不可能的,但当你知道它的质量、半径、大气成分和内部温度时,你就得到了所有你需要的信息,可以了解里面有什么,核心有多重。”“现在我们可以为不同系统中的许多不同气体行星做一些事情。”

  jhu研究表明,这颗行星(WASP-107 b)的甲烷含量比预期的少1000倍,核心质量是地球的12倍。

  该项发现,近期发表在《自然》杂志上,

  WASP-107 b是一颗巨大的行星,被一层像棉花一样蓬松的灼热大气层包裹着,它围绕着一颗大约200光年远的恒星运行。它之所以臃肿,是因为它的构造:一个木星大小的世界,质量只有木星的十分之一。

  尽管这颗行星上有甲烷——地球上生命的基本组成部分——但由于它离其母恒星很近,而且缺乏固体表面,因此被认为不适合居住。但它可能为晚期行星演化提供重要线索。

  当然,在今天发表在《自然》杂志上的另一项研究中,其他科学家也用韦伯望远镜发现了甲烷,并对这颗行星的大小和密度提供了类似的见解。

  辛说:“我们想看看更类似于太阳系中气态巨行星的行星,它们的大气中有大量的甲烷。”“这就是WASP-107 b的故事变得非常有趣的地方,因为我们不知道为什么甲烷含量如此之低。”

  新的甲烷测量结果表明,当甲烷分子从行星内部向上流动时,会与上层大气中其他化学物质和星光的混合物相互作用,从而转化为其他化合物。研究小组还测量了二氧化硫、水蒸气、二氧化碳和一氧化碳,发现WASP-107 b比天王星和海王星含有更多的重元素。

  辛说,这颗行星的化学特征开始揭示行星大气在极端条件下的行为之谜的关键部分。他的团队将在明年用韦伯望远镜对另外25颗行星进行类似的观测。

  “我们从来没有能够在系外行星大气中详细研究这种混合过程,所以这将有助于理解这些动态化学反应是如何运作的,”辛说。“当我们开始研究岩石行星和生物标志物特征时,这是我们绝对需要的东西。”

  jhu行星科学博士生、该研究的共同负责人扎法·鲁斯坦库洛夫(Zafar Rustamkulov)说,科学家们曾推测,这颗行星的过度膨胀半径是由内部热源造成的。通过将大气和内部物理模型与韦伯的WASP-107 b数据相结合,研究小组解释了这颗行星的热力学是如何影响其可观测大气的。

  Rustamkulov说:“这颗行星有一个炽热的核心,这个热源正在改变更深层次气体的化学成分,但它也在推动这种强烈的对流混合从内部冒出来。”“我们认为这种热量导致气体的化学成分发生变化,特别是甲烷被破坏,二氧化碳和一氧化碳的含量升高。”

  Rustamkulov说,新的发现也代表了科学家们能够在系外行星内部和大气层顶部之间建立的最清晰的联系。去年,韦伯望远镜在大约700光年外的另一颗名为WASP-39的系外行星上发现了二氧化硫,首次提供了一种由星光驱动的反应产生的大气化合物的证据。

  jhu研究小组现在正专注于研究是什么让地核保持高温,并预计这种力量可能与导致地球海洋涨潮和退潮的力量类似。他们计划测试这颗行星是否受到其恒星的拉伸和拉动,以及这可能如何解释核心的高热量。

  其他研究作者是约翰霍普金斯大学的Daniel P. Thorngren和Elena Manjavacas;开放大学的Joanna K. Barstow;巴黎萨克雷大学的Pascal Tremblin;欧洲空间局的卡塔琳娜·阿尔维斯·德·奥利维拉、斯蒂芬·m·伯克曼和皮埃尔·费瑞特;太空望远镜科学研究所的特雷西·l·贝克、纳姆斯特·埃斯皮诺萨、阿姆斯特·格列西尔、马尔科·西里亚尼和杰夫·a·瓦伦蒂;康奈尔大学的Ryan C. Challener;莱顿大学的Nicolas Crouzet、Giovanna Giardino和Nikole K. Lewis;Elspeth k.h. Lee;剑桥大学的Roberto Maiolino;以及美国宇航局戈达德太空飞行中心的伯纳德·劳舍尔。

  这项研究基于从太空望远镜科学研究所获得的数据,该研究所由天文研究大学协会运营,根据NASA的合同NAS 5-03127。

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