外星雾霾揭示遥远系外行星含水量的秘密

外星雾霾揭示遥远系外行星含水量的秘密两颗拥有朦胧大气层的富含水的系外行星示意图。图片来源:RobertoMolarCandanosa/JohnsHopkins大学系外行星研究的新工具这项研究为研究系外行星大气化学提供了新工具,并将帮助科学家模拟系外行星水的形成和演化过程,这些发现可能有助于寻找太阳系外的生命。"最重要的问题是太阳系外是否存在生命,但要回答这样的问题,需要对所有不同类型的行星,特别是有大量水的行星,进行非常详细的建模,"合著者、约翰-霍普金斯大学地球与行星科学副教授萨拉-霍斯特(SarahHörst)说。"这一直是一个巨大的挑战,因为我们没有足够的实验室工作来完成这项工作,所以我们正试图利用这些新的实验室技术,从我们正在使用的所有这些大型花式望远镜获取的数据中获得更多信息。"研究小组于11月27日在《自然-天文学》(NatureAstronomy)杂志上发表了他们的研究成果。研究人员说,一颗行星的大气层是否含有霾或其他粒子,对全球温度、星光入射水平以及其他可能阻碍或促进生物活动的因素有着显著影响。小组在霍斯特实验室的一个专门设计的密室中进行了实验。霍斯特说,他们首次确定了太阳系外的水行星中能形成多少雾霾。雾霾由悬浮在气体中的固体颗粒组成,它会改变光线与气体相互作用的方式。不同程度和种类的雾霾会影响粒子在大气中的传播方式,从而改变科学家用望远镜探测到的遥远行星的情况。系外行星观测面临的挑战"当我们试图观测一颗行星是否适合居住时,水是我们首先要寻找的东西,而且已经在系外行星大气中观测到了令人兴奋的水。但我们的实验和建模表明,这些行星很可能还含有雾霾,"约翰-霍普金斯大学领导这项研究的行星科学家何超说。"这种雾霾确实使我们的观测变得复杂,因为它遮蔽了我们对系外行星大气化学和分子特征的观察"。科学家用望远镜研究系外行星,观察光线如何穿过大气层,发现大气气体如何吸收不同色调或波长的光线。扭曲的观测结果会导致对空气中重要物质(如水和甲烷)的含量以及大气中颗粒物的类型和水平的误判。霍斯特说,这种误读会损害科学家对全球温度、大气厚度和其他行星状况的结论。模拟系外行星大气层研究小组调制了两种气体混合物,其中含有水蒸气和其他假定系外行星常见的化合物。他们用紫外线照射这些混合物,模拟恒星发出的光如何引发产生雾粒的化学反应。然后,他们测量了雾霾粒子对光的吸收和反射程度,以了解它们如何与大气中的光相互作用。与之前的研究相比,新数据更准确地匹配了一颗被研究得很透彻的系外行星GJ1214b的化学特征,证明了不同光学性质的雾霾会导致对行星大气层的误读。未来研究方向外星大气可能与太阳系的大气截然不同,Hörst补充说,目前已确认的系外行星有5000多颗,它们的大气化学成分各不相同。研究小组目前正在努力创造更多实验室制造的雾霾"类似物",其气体混合物能更准确地反映他们在望远镜中看到的情况。霍斯特说:"人们在对这些大气层进行建模时,将能够利用这些数据来了解大气层和行星表面的温度,是否存在云层,云层有多高,云层是由什么构成的,或者风速有多快。所有这些事情都能帮助我们真正把注意力集中在特定的行星上,使我们的实验独一无二,而不是在试图了解全局时只是进行一般化的测试。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400373.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1400373.htm

相关推荐

封面图片

银河系最热的系外行星:外星大气层蕴藏罕见的铽元素

银河系最热的系外行星:外星大气层蕴藏罕见的铽元素天《文学与天体物理学》杂志上的新研究揭示了关于这个滚烫的怪兽大气层的发现。"我们已经开发了一种新的方法,使我们有可能获得更详细的信息。"隆德大学天体物理学博士生尼古拉斯-博萨托说:"利用这个方法,我们发现了七种元素,包括稀有物质铽,这在以前从未在任何系外行星的大气层中发现过。"铽是一种稀土金属,属于所谓的镧系元素。该物质于1843年由瑞典化学家卡尔-古斯塔夫-莫桑德在斯德哥尔摩群岛的Ytterby矿区发现。这种物质在自然界中非常罕见,今天世界上99%的铽的生产都发生在内蒙古的巴彦奥博白云鄂博矿区。在一颗系外行星的大气中发现铽是非常令人惊讶的。大多数系外行星是由天文学家对恒星的亮度进行测量后发现的。当一颗系外行星从其恒星前面经过时,恒星的亮度会降低。由于他们先进的测量方法,研究人员已经成功地过滤掉了KELT-9b大气层中的主要信号。这为发现其他系外行星大气层的更多信息提供了可能。尼古拉斯-博萨托解释说:"对较重元素的更多了解有助于我们,除其他外,确定系外行星的年龄以及它们是如何形成的。"系外行星,或称太阳系外行星,是指除我们自己的太阳系以外的其他太阳系中的行星。第一个被证实的发现是在1992年,是一颗围绕中子星运行的系外行星。三年后,发现了第一颗有类似太阳的恒星的系外行星。从那时起,已经有超过5000颗系外行星被记录下来。系外行星的存在往往会引发关于宇宙中其他地方存在生命的可能性的问题。探测超热系外行星大气层中的重元素是了解行星大气层如何运作的另一个步骤。尼古拉斯-博萨托总结说:"我们对这些行星了解得越多,我们在未来找到地球2.0的机会就越大。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358689.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1358689.htm

封面图片

研究:距离65光年的超热“超级地球”系外行星可能没有大气层

研究:距离65光年的超热“超级地球”系外行星可能没有大气层GJ1252b是一颗在2020年被发现的“超级地球”。天文学家对这颗系外行星进行了仔细观察,发现它可能有一个非常稀薄的大气层,或者可能根本就没有大气层。这颗围绕一颗M型恒星运行的行星是“迄今为止我们对其大气层有如此严格限制的最小的系外行星”,主要作者IanCrossfield说。他是一名天文学家和堪萨斯大学的助理教授。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1328605.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1328605.htm

封面图片

系外行星大气首现稀有元素铽

系外行星大气首现稀有元素铽KELT-9b是银河系内最热的系外行星,围绕一颗遥远的恒星运行,距离地球约670光年。该天体的平均温度高达惊人的4000℃,自2016年被发现以来,一直令全球天文学家深深着迷。最新研究负责人、隆德大学天体物理学博士生尼古拉斯·博尔萨托表示,他们开发出了一种新方法,可获得有关行星更详细的信息。利用这种方法,他们发现了7种元素,包括稀有元素铽,科学家们此前从未在任何系外行星的大气层中发现过这种元素。博尔萨托说,在系外行星的大气层中发现铽令人惊讶,对这些行星了解越多,未来找到“地球2.0”的机会就越大。系外行星是指位于太阳系外的其他恒星系中的行星。1995年,科学家探测到第一颗围绕类日恒星的系外行星,迄今已经记录了5000多颗系外行星,他们希望能从这些行星中探测到生命的存在。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357273.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1357273.htm

封面图片

NASA揭开系外行星神秘变小之谜

NASA揭开系外行星神秘变小之谜一项新的研究可以解释介于超级地球和亚海王星之间的"失踪"系外行星。一些系外行星似乎正在失去它们的大气层并逐渐缩小。在一项利用美国宇航局退役的开普勒太空望远镜进行的新研究中,天文学家发现了可能原因的证据:这些行星的核心正在由内而外地挤走它们的大气层。系外行星的大小差距系外行星(太阳系外的行星)有各种各样的大小,从小型岩石行星到巨大的气态巨行星。介于两者之间的是岩石质地的超级地球和具有浮肿大气层的较大的亚海王星。但是,科学家们一直在努力更好地了解那些大小介于地球1.5倍到2倍之间(或者介于超级地球和亚海王星之间)的行星,但其中有一个明显的缺失--"大小差距"。Caltech/IPAC研究科学家杰西-克里斯蒂安森(JessieChristiansen)说:"科学家们现在已经确认探测到了5000多颗系外行星,但是直径在地球1.5倍到2倍之间的行星比预期的要少。系外行星科学家现在有足够的数据来说明这种差距并非侥幸。有什么东西在阻碍行星达到和/或保持这种大小"。这幅艺术家的概念图展示了亚海王星系外行星TOI-421b可能的样子。在一项新的研究中,科学家们发现了新的证据,表明这类行星是如何失去大气层的。图片来源:NASA、ESA、CSA和D.Player(STScI)研究人员认为,这种差距可以用某些亚海王星随着时间的推移而失去大气层来解释。如果行星没有足够的质量,也就是没有足够的引力来维持其大气层,就会出现这种损失。因此,质量不够大的亚海王星会缩小到与超级地球差不多大小,从而在两种大小的行星之间留下了差距。但这些行星究竟是如何失去大气层的,一直是个谜。科学家们已经确定了两种可能的机制:一种叫做核心动力质量损失;另一种叫做光蒸发。这项研究发现了支持第一种机制的新证据。这段视频解释了系外行星或太阳系外行星主要类型之间的区别。资料来源:NASA/JPL-加州理工学院解开谜团克里斯蒂安森说:"当行星炙热内核发出的辐射随着时间推移将大气层推离行星时,就会发生由内核驱动的质量损失。行星间隙的另一个主要解释是光蒸发,即行星的大气层基本上被其主恒星的热辐射吹散。在这种情况下,来自恒星的高能辐射就像吹风机吹在冰块上一样。""光蒸发被认为发生在行星最初的一亿年里,而由核心驱动的质量损失被认为发生得更晚--接近行星生命的10亿年。但无论是哪种机制,如果没有足够的质量,你就无法坚持下去,你就会失去大气层并缩小,"克里斯蒂安森补充道。这张信息图详细介绍了系外行星的主要类型。科学家们一直致力于更好地理解介于超级地球和次海王星之间的行星的"大小差距"或明显缺失。资料来源:NASA/JPL-加州理工学院通过观测发现证据在这项研究中,奇斯蒂安森和她的合著者使用了美国宇航局开普勒太空望远镜扩展任务K2的数据,观察了年龄在6亿到8亿年之间的Praesepe星团和Hyades星团。由于一般认为行星的年龄与其宿主恒星的年龄相同,因此该星系中的亚海王星已经过了可能发生光气蒸发的年龄,但还没有老到经历核心动力质量损失的程度。因此,如果研究小组发现普雷塞佩和哈迪斯(Hyades)中有大量的亚海王星(与其他星团中的老恒星相比),他们就可以得出结论:光汽化并没有发生。在这种情况下,最有可能解释质量较小的亚海王星随着时间的推移会发生什么的是核心动力质量损失。在观测Praesepe星团和Hyades星团时,研究人员发现这些星团中几乎100%的恒星轨道上仍有一颗亚海王星或候选行星。从这些行星的大小来看,研究人员认为它们还保留着大气层。这幅插图描绘的是美国宇航局的系外行星猎手--开普勒太空望远镜。该机构于2018年10月30日宣布,开普勒的燃料耗尽,将在远离地球的当前安全轨道上退役。开普勒留下了2600多个系外行星发现。资料来源:美国国家航空航天局/温迪-斯坦泽尔/丹尼尔-拉特这与K2观测到的其他更古老的恒星(年龄超过8亿岁的恒星)不同,其中只有25%的恒星拥有亚海王星轨道。这些恒星更老的年龄更接近核心动力质量损失被认为发生的时间范围。根据这些观测结果,研究小组得出结论,Praesepe和Hyades不可能发生光蒸发。如果发生了,那也应该是在几亿年前,这些行星的大气层即使有也所剩无几了。这就使得核心动力质量损失成为这些行星大气层可能发生的主要解释。正在进行的研究和开普勒的遗产克里斯蒂安森的团队花了五年多的时间建立了这项研究所需的候选行星目录。但她说,这项研究远未完成,目前对光蒸发和/或核心动力质量损失的理解有可能发生变化。在有人宣布这个行星间隙之谜被彻底揭开之前,这些发现很可能还要经过未来研究的检验。这项研究是利用美国宇航局系外行星档案馆进行的,该档案馆由位于帕萨迪纳的加州理工学院根据与美国宇航局签订的合同运营,是系外行星探索计划的一部分,位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室。喷气推进实验室是加州理工学院的一个分部。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397987.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1397987.htm

封面图片

NASA称遥远的系外行星可能拥有稀有的海洋和可能存在生命的迹象

NASA称遥远的系外行星可能拥有稀有的海洋和可能存在生命的迹象NASA的科学家宣布,在数十光年之外的一颗巨大的系外行星上可能存在稀有的水海洋,并且还存在潜在生命迹象的化学迹象。这一发现是由詹姆斯·韦伯望远镜在距离地球120光年的狮子座进行的,以韦伯的前身哈勃和开普勒对该地区的早期研究为基础。研究人员将这颗系外行星命名为K2-18b,NASA表示,它的质量几乎是地球的九倍:“一颗海西亚系外行星,有可能拥有富含氢的大气层和被水海洋覆盖的表面”。来源:投稿:@ZaiHuaBot频道:@TestFlightCN

封面图片

天文学家在系外行星的大气层中发现已知最重元素

天文学家在系外行星的大气层中发现已知最重元素天文学家发现了迄今为止在系外行星大气中发现的已知最重元素--钡。他们惊讶地发现,在超热气态巨行星WASP-76b和WASP-121b--两颗系外行星--的大气层中高空发现了钡。据悉,这两颗行星是围绕太阳系外恒星运行的行星。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1329447.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1329447.htm

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人