韦伯太空望远镜发现系外行星大气成分并不符合太阳系规律

韦伯太空望远镜发现系外行星大气成分并不符合太阳系规律研究人员利用美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST），发现系外行星HD149026b的大气层，一个围绕着与我们太阳相当的恒星运行的"热木星"，含有超级丰富的较重元素碳和氧--远远高于科学家对其质量的行星的预期。此外，HD149026b，也被称为"Smertrios"，其诊断性的碳氧比相对于我们的太阳系来说是升高的。研究人员说，3月27日发表在《自然》杂志上的"土星质量行星的高大气金属富集"的这些发现，是朝着为大型系外行星样本获得类似测量以搜索统计趋势迈出的重要第一步。他们还提供了对行星形成的洞察力。这幅插图显示了韦伯望远镜的冷端，镜子和仪器就放置在那里。资料来源：诺斯罗普-格鲁曼公司文理学院物理科学系DavidC.Duncan教授、该研究的共同作者JonathanLunine说："看来每颗巨行星都是不同的，由于JWST，我们开始看到这些差异。在这篇论文中，我们已经确定了相对于气体的主要成分，即宇宙中最常见的元素--氢，有多少分子。这告诉我们关于这颗行星如何形成的相当多的信息。"芝加哥大学天文学和天体物理学教授、该论文的主要作者雅各布-宾说，我们太阳系的巨行星在整体成分和大气成分与质量之间都表现出近乎完美的相关性。太阳系外行星显示出更大的整体成分的多样性，但是科学家们不知道它们的大气成分有多大的变化，直到这次对HD149026b的分析。一颗名为HD149026b的"热木星"，比太阳系中最热的行星--金星的岩石表面要热3倍左右。资料来源：美国宇航局/JPL-加州理工学院"我们已经明确地表明，巨型太阳系外行星的大气成分并不遵循太阳系行星中如此明显的趋势，"Bean说。"巨型太阳系外行星除了整体成分的广泛多样性之外，还显示出大气成分的广泛多样性"。HD149026b就是其中之一，与它的质量相比，它是超级富集的，它的质量与土星相当，但是它的大气层相对于它的氢和氦来说，重元素的含量似乎是我们在土星中发现的27倍之多。Lunine说，这种被称为"金属性"的比率（尽管它包括许多不是金属的元素）对于将一颗行星与其母星或其系统中的其他行星进行比较非常有用。HD149026b是这个特定行星系统中唯一已知的行星。另一个关键的测量是行星大气中的碳氧比，它揭示了一个行星系统中原始固体的"配方"。对于Smertrios来说，它大约是0.84--比我们的太阳系高。在我们的太阳中，它比每两个氧原子一个碳多一点（0.55）。这些观察结果共同描绘了一幅具有丰富固体的行星形成盘的画面，这些固体富含碳元素。HD149026b在形成过程中获得了大量的这种物质。虽然丰富的碳似乎对生命的机会有利，但高碳氧比实际上意味着行星或行星系统中的水较少--对我们所知的生命来说是一个问题。Smertrios是这项特殊研究中大气成分的第一个有趣的案例，他已经计划在未来一年利用JWST观测另外五颗巨型系外行星。在天文学家能够发现巨行星之间或具有多个巨行星或地行星的系统中的任何模式之前，还需要更多的观测，以使天文学家开始记录成分的多样性。"这种多样性的起源是我们对行星形成的理解中的一个基本之谜，"Bean说。"我们的希望是，用JWST对太阳系外行星进行进一步的大气观测将更好地量化这种多样性，并对可能存在的更复杂的趋势产生制约。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351949.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351949.htm

天文学家首次在褐矮星周围发现太阳系外辐射带

天文学家首次在褐矮星周围发现太阳系外辐射带辐射带是包围行星的圆环形磁力结构，其中充满了极高能量的电子和带电粒子。辐射带最初是在1958年由探索者1号和3号卫星在地球周围首次发现的，现在已知是太阳系的一个共同特征：所有具有大规模磁场的行星--包括地球、木星、土星、天王星和海王星--都有。然而，直到现在，在我们的太阳系之外还没有清楚地看到辐射带。由原亚利桑那州立大学、现加州大学圣克鲁兹分校51Pegasib研究员MelodieKao领导的一个小型天文学家小组，包括亚利桑那州立大学地球和空间探索学院的EvgenyaShkolnik教授已经发现了我们太阳系外的第一个辐射带。该结果于5月15日发表在《自然》杂志上。这一发现是在"褐矮星"LSRJ1835+3259周围发现的，它的大小与木星差不多，但密度更大。它位于只有20光年远的天琴座，还没有重到足以成为一颗恒星，但它太重了，也不可能成为一颗行星。因为辐射带以前从未在我们的太阳系外清晰可见，所以不知道它们是否会存在于行星以外的物体周围。Shkolnik说："这是关键的第一步，我们可以找到更多这样的天体，并磨练我们搜索越来越小的磁层的技能，最终使我们能够研究那些潜在的、地球大小的可居住的行星。"太阳系外辐射带的首批图像是通过将39台射电望远镜结合起来，形成一个从夏威夷到德国的虚拟望远镜而获得的。资料来源：MelodieKao,AmyMioduszewski虽然人眼看不见，但这个团队发现的辐射带是一个巨大的结构。它的外径至少跨越18个木星直径，而最明亮的内部区域相隔9个木星直径。这个新发现的太阳系外辐射带由接近光速的粒子组成，在无线电波段的亮度最高，它比木星的辐射带几乎强烈1000万倍，而木星的辐射带本身比地球的辐射带要亮几百万倍，并且展示了太阳系行星中能量最高的粒子。该小组在一年的时间里，使用现在因对我们银河系的黑洞进行成像而闻名的观测技术，拍摄了三张被困在LSRJ1835+3259的磁层中的无线电发射电子的高分辨率照片。通过协调从夏威夷到德国的39个无线电天线，组成一个地球大小的望远镜，研究小组解决了褐矮星的动态磁环境，即所谓的"磁层"，这是第一次在太阳系之外观察到。他们甚至可以清楚地看到这个磁场的形状，足以推断它很可能是一个像地球和木星那样的偶极子磁场。"通过结合来自世界各地的无线电天线，我们可以做出令人难以置信的高分辨率图像，看到没有人见过的东西。我们的图像相当于站在华盛顿特区时，在加利福尼亚阅读视力评估图的最上面一排，"共同作者巴克内尔大学的JackieVilladsen教授说。然而，Kao和她的团队很早就有线索，他们在这个褐矮星周围发现一个辐射带。当团队在2021年进行这些观测时，射电天文学家已经观察到LSRJ1835+3259发出了两种可探测的射电辐射。Kao本人也参加了一个团队，该团队在六年前确认其周期性闪烁的无线电发射，方式类似于灯塔。但是LSRJ1835+3259也有更稳定和更微弱的无线电发射。数据显示，这些较暗的发射不可能来自恒星耀斑，事实上，它们与木星的辐射带非常相似。研究小组的发现表明，这种现象可能比最初想象的更为普遍--不仅发生在行星上，也发生在褐矮星、低质量的恒星上，甚至可能是质量非常高的恒星上。一个行星的磁场周围的区域--磁层--包括地球的磁层可以保护行星的大气层和表面免受太阳和宇宙高能粒子的破坏。"当我们考虑系外行星的可居住性时，它们的磁场在维持稳定环境方面的作用是除了像大气和气候这样的东西之外需要考虑的因素，"Kao说。除了看到的辐射带，他们的研究还揭示了极光（类似于地球上的北极光）与来自太阳系外的物体的辐射带在"形状"和空间位置上的差异。"极光可以用来测量磁场的强度，但不能测量形状。我们设计这个实验是为了展示一种评估褐矮星和最终的系外行星上磁场形状的方法，"Kao说。"一个比喻是，辐射带就像生活在我们太阳系这个邻居中的行星的'院子'，只不过我们有的不是花，而是以不同波长和亮度发光的高能粒子。每个辐射带的特殊属性告诉我们关于该行星的能量、磁力和粒子资源的一些情况：它的旋转速度有多快，它的磁场有多强，它离太阳有多近，它是否有能提供更多粒子的卫星或像土星那样能吸收粒子的环，等等。第一次，我们能够看到褐矮星和低质量恒星有什么样的'码'。我为有一天我们能够了解系外行星所居住的磁层码子而感到兴奋。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361253.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361253.htm

天文学家估算：银河系有数百亿颗“超级地球”

天文学家估算：银河系有数百亿颗“超级地球”10月3日消息，，仅在银河系就有数百亿颗“超级地球”存在，它们比我们现在生活的地球更常见，也更适合人类居住。天文学家经常发现太阳系外围绕恒星运行的行星，并将它们称为“系外行星”。2022年夏天，NASA负责凌日系外行星调查卫星的团队发现了几颗特别有趣的系外行星，它们在其母恒星的宜居带运行。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1323359.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1323359.htm

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

美 “苔丝” 探测器新发现一颗系外类地行星

美“苔丝”探测器新发现一颗系外类地行星助美国“苔丝”探测器的最新数据，两个国际科研团队新发现一颗“罕见而诱人”的太阳系外类地行星，距地球仅约40光年，其温度可能只比地球略高一些。美航天局23日发布新闻公报介绍，这颗潜在的宜居行星被命名为“格利泽12b”，每12.8天围绕其恒星运行一圈。它的个头儿与金星相当、比地球略小。假设它没有大气层，那么其表面温度估计约为42摄氏度，比迄今确认的5000多颗系外行星中的大多数都低。（新华社）

天文学家发现太阳系外首个辐射带 比木星的辐射带亮1000万倍

天文学家发现太阳系外首个辐射带比木星的辐射带亮1000万倍艺术家对超冷矮星LSRJ1835+3259的极光和周围辐射带的印象。"我们实际上是通过观察磁层中的无线电发射等离子体--它的辐射带来对我们目标的磁层进行成像。"加州大学圣克鲁兹分校的博士后、5月15日发表在《自然》杂志上的一篇关于新发现的论文的第一作者MelodieKao说："对于我们太阳系以外的气态巨行星这样大小的东西，这在以前从未做过。"强烈的磁场在行星周围形成一个称为磁层的"磁泡"，它可以捕获并加速粒子到接近光速。我们太阳系中所有拥有这种磁场的行星，包括地球，以及木星和其他巨行星，都有由这些被行星磁场捕获的高能带电粒子组成的辐射带。太阳系外辐射带的第一张图片，由39台射电望远镜组合成一个虚拟望远镜，从夏威夷到德国-横跨全球获得。地球的辐射带被称为范艾伦带，是由磁场从太阳风中捕获的高能粒子组成的大型甜甜圈状区域。木星辐射带中的大部分粒子来自其卫星木卫二上的火山。如果你能把它们并排放在一起，高晓松和她的团队所成像的辐射带将比木星的辐射带亮1000万倍。被磁场偏转到两极的粒子在与大气层相互作用时产生极光（"北极光"），而高氏团队也获得了第一张能够区分一个物体的极光和它在太阳系外的辐射带位置的图像。这项研究中成像的超冷矮星跨越了低质量恒星和大质量褐矮星之间的边界。"Kao解释说："虽然恒星和行星的形成可能是不同的，但是在连接低质量恒星和褐矮星以及气态巨行星的质量连续体的那一部分，它们内部的物理学可能非常相似。她说，描述这类天体的磁场强度和形状在很大程度上是未知的领域。利用他们对这些系统的理论理解和数字模型，行星科学家可以预测行星磁场的强度和形状，但他们还没有一个很好的方法来轻松测试这些预测。一个超冷矮星的电子辐射带和极光"极光可以用来测量磁场的强度，但不能测量其形状。我们设计这个实验是为了展示一种评估褐矮星和最终的系外行星上磁场形状的方法，磁场的强度和形状可能是决定一个行星的可居住性的重要因素。"Kao说："当我们考虑系外行星的可居住性时，除了大气和气候等因素外，它们的磁场在维持稳定环境方面的作用是需要考虑的。"为了产生磁场，一个行星的内部必须有足够的温度来拥有导电的流体，在地球的情况下，它的核心是熔化的铁。在木星上，导电流体是压力很大的氢气，它变成了金属。Kao说，金属氢可能也会在褐矮星中产生磁场，而在恒星的内部，导电流体是电离氢。被称为LSRJ1835+3259的超冷矮星是唯一一个Kao认为有信心产生解决其辐射带所需的高质量数据的物体。"现在我们已经确定，这种特殊的稳态、低水平的无线电发射可以追踪到这些天体的大规模磁场中的辐射带，当我们从褐矮星--以及最终从气态巨型系外行星--看到这种发射时，我们可以更自信地说，它们可能有一个大磁场、即使我们的望远镜还不够大，无法看到它的形状。"Kao说，她期待着国家射电天文台（NRAO）目前正在计划的下一代超大型阵列能够为更多的太阳系外辐射带成像。亚利桑那州立大学的共同作者EvgenyaShkolnik说："这是找到更多此类天体的关键第一步，并磨练我们搜索越来越小的磁层的技能，最终使我们能够研究那些可能适合居住的、地球大小的行星。"该研究小组使用了高灵敏度阵列，该阵列由美国NRAO协调的39个射电天线和德国马克斯-普朗克射电天文研究所运营的Effelsberg射电望远镜组成。"通过结合来自世界各地的无线电天线，我们可以制作出令人难以置信的高分辨率图像，看到以前从未有人见过的东西。我们的图像相当于站在华盛顿特区的时候在加利福尼亚阅读眼图的最上面一排，"共同作者巴克内尔大学的JackieVilladsen说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362621.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362621.htm