天文學(xué)家仔細(xì)觀察灼熱的系外行星WASP

 人參與 | 時間：2025-11-22 07:08:48
天文學(xué)家仔細(xì)觀察灼熱的天文系外行星WASP-76 b
這里描繪的超高溫巨型系外行星WASP-76 b是一個非常熱的世界，它的學(xué)家星軌道非常靠近它的巨星。鳴謝:國際雙子座天文臺/noir lab/NSF/AURA/j . da Silva/space engine/m . Zamani
（神秘的仔細(xì)灼熱義烏包夜空姐預(yù)約（電話微信199-7144-9724）提供頂級外圍女上門，可滿足你的一切要求地球uux.cn）據(jù)蒙特利爾大學(xué)：蒙特利爾大學(xué)Trottier系外行星研究所的博士生Stefan Pelletier領(lǐng)導(dǎo)的一個國際團(tuán)隊對極熱的巨型系外行星WASP-76 b進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
使用Gemini-North望遠(yuǎn)鏡上的觀察MAROON-X儀器，該團(tuán)隊能夠識別和測量該行星大氣中11種化學(xué)元素的外行豐度。
這些包括巖石形成元素，天文其豐度甚至在太陽系的學(xué)家星大行星如木星或土星中也是未知的。該小組的仔細(xì)灼熱研究發(fā)表在《自然》雜志上。
Pelletier說:“數(shù)百光年外的觀察系外行星能夠教給我們一些關(guān)于我們自己的太陽系的事情，這種情況非常罕見。外行”。天文“這項研究就是學(xué)家星這樣。”
一個又大又熱又奇怪的仔細(xì)灼熱世界
WASP-76 b是一個奇怪的世界。它達(dá)到極端溫度是觀察義烏包夜空姐預(yù)約（電話微信199-7144-9724）提供頂級外圍女上門，可滿足你的一切要求因為它非?？拷哪感牵活w距離我們634光年的外行雙魚座大質(zhì)量恒星:大約是水星到太陽距離的12倍。它的質(zhì)量與木星相似，但體積幾乎是木星的六倍，相當(dāng)“膨脹”。
自2013年廣角行星搜索(WASP)計劃發(fā)現(xiàn)它以來，許多團(tuán)隊已經(jīng)對它進(jìn)行了研究，并確定了其大氣中的各種元素。值得注意的是，在2020年3月發(fā)表在《自然》雜志上的一項研究中，一個團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一個鐵信號，并假設(shè)地球上可能有鐵雨。
了解到這些研究后，Pelletier開始利用位于夏威夷的Gemini-North 8米望遠(yuǎn)鏡上的MAROON-X高分辨率光學(xué)攝譜儀對WASP-76 b進(jìn)行新的獨立觀測，該望遠(yuǎn)鏡是國家科學(xué)基金會NOIRLab運營的國際Gemini天文臺的一部分。
“我們認(rèn)識到，強大的新MAROON-X攝譜儀將使我們能夠研究WASP-76 b的化學(xué)成分，其詳細(xì)程度是任何巨型行星都沒有的，”UdeM天文學(xué)教授bjrn benne ke說，他是該研究的合著者，也是Stefan Pelletier的博士研究導(dǎo)師。
類似于太陽的成分
在太陽內(nèi)部，元素周期表中幾乎所有元素的豐度都被非常精確地知道。然而，在我們太陽系的巨行星中，只有少數(shù)元素是這樣，它們的成分仍然很少受到限制。這阻礙了對這些行星形成機制的理解。
由于距離恒星如此之近，WASP-76 b的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2000攝氏度。在這種溫度下，許多通常會在地球上形成巖石的元素(如鎂和鐵)被蒸發(fā)，并以氣態(tài)形式存在于高層大氣中。研究這顆奇特的行星可以前所未有地洞察巨行星中巖石形成元素的存在和豐富程度，因為在木星這樣的較冷的巨行星中，這些元素在大氣中的含量較低，不可能被檢測到。
Pelletier和他的團(tuán)隊在這顆系外行星的大氣中測量到的許多元素的豐度——如錳、鉻、鎂、釩、鋇和鈣——與其主星以及我們的太陽非常接近。
這些豐度不是隨機的:它們是大爆炸的直接產(chǎn)物，隨后是數(shù)十億年的恒星核合成，因此科學(xué)家在所有恒星中測量到大致相同的成分。然而，它不同于像地球這樣的巖石行星的構(gòu)成，后者以更復(fù)雜的方式形成。
這項新研究的結(jié)果表明，巨行星可以保持反映其形成的原行星盤的整體組成。
天文學(xué)家仔細(xì)觀察灼熱的系外行星WASP-76 b
Stefan Pelletier和他的同事使用雙子北望遠(yuǎn)鏡評估超高溫系外行星WASP-76 b的大氣成分。鳴謝:國際雙子天文臺/noir lab/NSF/AURA/P . horálek(Opava物理研究所)。
其他元素的損耗非常有趣
然而，與恒星相比，行星中的其他元素都被耗盡了——這一結(jié)果令Pelletier特別感興趣。
“WASP-76 b大氣中似乎缺少的這些元素恰恰是那些需要更高溫度才能蒸發(fā)的元素，如鈦和鋁，”他說。"與此同時，與我們預(yù)測相符的元素，如錳、釩或鈣，都在稍低的溫度下蒸發(fā)."
發(fā)現(xiàn)小組的解釋是，觀測到的巨行星高層大氣的成分對溫度可能極其敏感。根據(jù)一種元素的冷凝溫度，它會以氣體形式出現(xiàn)在大氣的上部，或者冷凝成液體形式沉入更深的層中。當(dāng)處于氣體形式時，它在吸收光方面起著重要作用，可以在天文學(xué)家的觀測中看到。當(dāng)它凝聚時，天文學(xué)家無法探測到，并從他們的觀測中完全消失。
“如果得到證實，這一發(fā)現(xiàn)將意味著兩顆溫度略有不同的巨大系外行星可能有非常不同的大氣，”Pelletier說。“有點像兩壺水，一壺在-1攝氏度時是冰凍的，另一壺在+1攝氏度時是液體。例如，在WASP-76 b上觀察到鈣，但在稍冷的星球上可能沒有。”
首次發(fā)現(xiàn)氧化釩
Pelletier的團(tuán)隊的另一個有趣的發(fā)現(xiàn)是檢測到一種叫做氧化釩的分子。這是第一次在系外行星上明確探測到它，天文學(xué)家對此非常感興趣，因為他們知道它會對熾熱的巨行星產(chǎn)生很大影響。
“這種分子在地球大氣中扮演著與臭氧相似的角色:它在加熱高層大氣方面極其有效，”Pelletier解釋道?！斑@導(dǎo)致溫度隨著海拔的升高而升高，而不是像在較冷的行星上通常看到的那樣降低?！?br>一種元素，鎳，在這顆系外行星的大氣中明顯比天文學(xué)家預(yù)期的更加豐富。許多假說可以解釋這一點；一個是WASP-76 b可能有來自類似水星的行星的吸積物質(zhì)。在我們的太陽系中，這顆小巖石行星富含鎳等金屬，因為它是如何形成的。
Pelletier的團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，先前研究中報道的WASP-76 b東半球和西半球之間鐵吸收的不對稱性也類似地存在于許多其他元素中。這意味著導(dǎo)致這一現(xiàn)象的潛在現(xiàn)象可能是一個全球性的過程，如溫度的差異或云出現(xiàn)在地球的一側(cè)而不是另一側(cè)，而不是像以前建議的那樣冷凝成液體形式的結(jié)果。
確認(rèn)和利用經(jīng)驗教訓(xùn)
佩爾蒂埃和他的團(tuán)隊非?？释私飧嚓P(guān)于這顆系外行星和其他超高溫巨行星的信息，部分是為了證實他們的假設(shè)，即溫度略有不同的行星上可能存在差異巨大的大氣。
他們還希望其他研究人員將利用他們從這顆巨大的系外行星中學(xué)到的東西，并將其應(yīng)用于更好地了解我們自己的太陽系行星以及它們是如何形成的。
“幾代研究人員已經(jīng)使用木星、土星、天王星和海王星測量的氫和氦的豐度來基準(zhǔn)氣態(tài)行星的形成理論，”Benneke說?！巴瑯?，WASP-76 b上鈣或鎂等較重元素的測量將有助于進(jìn)一步了解氣態(tài)行星的形成。
2023年6月14日，在《自然》雜志上發(fā)表了“氧化釩和一顆巨大的系外行星上冷捕集的突然發(fā)生”。 頂: 929踩: 81