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行星科学

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超级地球’进入大气

01 Dec 2010
多云,有蒸汽的机会?

一个由天文学家组成的团队首次对系外行星的大气进行了直接测量“super-Earth”。这些发现表明,名为GJ 1214b的系外行星要么充满云层,要么包裹着水蒸气。

自发现第一个太阳系外行星以来– or exoplanet –在1995年,又发布了500多个。尽管其中大多数都是像木星这样的天然气巨人,但天文学家在寻找更小的与地球更相似的系外行星方面变得越来越好。

GJ 1214b的质量为6.5地球质量,是所谓的超级地球,因为它使天平的质量达到了我们星球质量的两倍至十倍。于2009年被发现,系外行星绕地球旋转约40光年’低密度意味着它被大气层覆盖。但是,直到美国哈佛-史密森天体物理学中心的雅各布·宾恩(Jacob Bean)领导的这项最新研究之前,对这种大气的直接测量仍然难以捉摸。

宾恩和他的同事使用了一个附在超大望远镜(VLT)上的光谱仪,分析了当行星通过它时,来自母星的光。在这样的过渡过程中,一些星光穿过行星’大气,并可能被其成分的化学物质吸收。这会产生一个包含指纹的光谱–在大气吸收光的波长处存在间隙。至关重要的是,Bean’GJ 1214b的光谱没有特征:数据中没有空白。

排除无云天空

这样的结果排除了模型,暗示了可能形成与海王星相似的无云,富氢气氛。氢是最轻的元素’紧紧抓住行星,使其更有机会吸收入射的阳光。“氢气为主的气氛将非常‘puffy’,” Bean told physicsworld.com. “正是这种浮肿会在我们测量的光谱中产生非常强烈的信号,” he added.

缺少这样的签名使两个竞争对手的解释难以解释Bean’s finding. “无特征的光谱告诉我们,这可能是一个非常稠密的大气层。但是,另一种选择是它确实有松软的气氛,但是我们可以’看不见,类似于金星,或[土星’最大的月亮]泰坦,” explained Bean.

我想我们’一年之内就会得到答案,甚至更快 哈佛-史密森天体物理学中心Jacob Bean

如果是前者,则最有可能使用化学物质的是水蒸气。 GJ 1214b的轨道非常靠近其主恒星,因此很可能被蒸汽笼罩。 Bean有信心很快确定答案:“I think we’一年或更短的时间内就能得到答案,我们只需要更长的波长观察即可。尽管云和雾在我们使用的波长范围内提供均匀的吸收,但是在非常大的波长上,您会期望有所不同,” he said.

但是,一些研究人员持谨慎态度。“They’做了这遍地球’从来都不是天文学的朋友”开放大学的系外行星研究员Carole Haswell告诉 physicsworld.com. “What they’做起来很难。任何轻微的系统影响都会对您得出的结论产生巨大影响。它’好,扎实,令人兴奋的东西,但我’d想从太空查看它,例如和哈勃一起” she added.

应该豆’Haswell的发现得到证实,他认为这一领域的研究是找到“second Earth”. “如果您可以测量GJ 1214b等行星的大气成分,那么您几乎可以说出它们与地球的相似程度。这是解决地球是否独特的问题的重要一步,” she explained.

这是实现找到具有生命特征的类地球行星的最终目标的相当重要的踏脚石。 埃克塞特大学大卫·辛(David Sing)

在埃克塞特大学研究系外行星大气的戴维·辛格对此表示赞同。“已经有许多所谓的光谱研究‘hot-Jupiters’但这是第一次’是为地球型行星做的” he said. “这是实现找到具有生命特征的类地球行星这一最终目标的非常重要的垫脚石,” he added.

Haswell相信我们’我在很短的时间内就走了 physicsworld.com: “1995年,我们没有’不知道其他恒星周围的行星,现在我们 ’在与地球相同的棒球场中重新测量行星的气氛真是太神奇了。”

研究结果在发表于 性质 468 669.

版权©2020年由IOP 出版 Ltd和个人贡献者