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望远镜和太空任务

望远镜和太空任务

系外行星’气氛暴露

13 Jan 2010
天文学家已经看到了系外行星发出的光

加拿大和德国的天文学家已经首次直接测量了太阳系外行星的大气光谱。研究人员使用智利的欧洲南方天文台(ESO)超大型望远镜(VLT)研究了行星的化学成分’与其母恒星光谱隔离的大气层。他们说,这代表着在宇宙其他地方寻找生命的重要一步。

天文学家于1992年首次发现了一颗绕着另一颗恒星运行的行星,并继续发现了400多颗行星 太阳系外行星或系外行星。这项研究的主要目的是研究系外行星大气的化学成分,因为它提供了有关行星的信息’的形成和进化,也可能揭示生命的特征。但是,提取这样的光谱数据非常棘手,因为系外行星发出的光被其宿主恒星的光相形见war。

天文学家以前通过使用太空望远镜来研究此类现象“exoplanetary eclipse”,系外行星消失在恒星后面。这样可以通过比较日食前后的星光来提取行星的光谱。这项技术揭示了许多大气化学物质的存在,例如水蒸气和甲烷,但不幸的是,它只能用于少数几颗恰好相对于地球具有正确轨道倾角的系外行星’s line of sight.

五小时的曝光

现在,多伦多大学的Markus Janson及其同事是第一个直接获得系外行星光谱的人,换句话说,就是研究它发出的光而不是监视其宿主恒星光谱的变化。这需要红外成像,因为仍然很热的行星将主要以这些波长辐射,为此,研究人员使用了安装在VLT上的NACO红外仪器。这涉及超过五个小时的曝光时间,并使用高度先进的自适应光学系统,该光学系统通过使用致动器对望远镜的形状进行连续的微小改变来抵消大气湍流的影响。’s反射镜响应来自参考恒星的光线的畸变。

有问题的系外行星称为HR 8799c。它是已知绕恒星HR旋转的三颗行星中的第二颗 8799, which is 130 距地球一光年,具有1.5 乘以太阳的质量。像它的同伴一样,HR  8799c是巨大的气态行星,大约有10 比木星大十倍,轨道半径为38 times the Sun–地球距离,温度约1100 K.

正如Janson解释的那样,HR的化学特征 8799c不是理论预测的。“目前的光谱告诉我们,高层大气中的甲烷比预期的少,这意味着碳主要是被一氧化碳锁住了。这意味着与它的母恒星相比,该行星可能富含重元素,这意味着该行星的形成类似于我们自己太阳系中的行星。”

监视邻居

研究人员’下一步是测量两个相邻行星的光谱,以查看这些令人惊讶的特征是这三个特征是共同的还是HR特有的 8799c。然后,可以使用NACO以这种方式研究少数其他系外行星,而SPHERE仪器将在2011年安装在VLT上,而拟议的42 欧洲超大型望远镜将进一步扩大这一能力。

加州理工学院的卡尔·格里迈尔(Carl Grillmair)使用月食技术获得了系外行星光谱,他认为这项最新工作是“获取系外行星光谱的重要且合乎逻辑的下一步”, adding that he is “extremely impressed”詹森获得的光谱质量’s组。但他指出,这种地面观测仅适用于非常大的高温行星。“他们肯定赢了’为更凉爽,更像地球并且可能具有生命的行星而工作,” he says. “那将继续保持专用于星载仪器的领域”.

该工作在提交给 天体物理学杂志信 和一个 预印本 可从ESO获得。

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