外星大气层系外行星WASP-76b上探测到的"彩虹"会降下熔铁

外星大气层系外行星WASP-76b上探测到的"彩虹"会降下熔铁 每种光彩都是独一无二的,这取决于行星大气层的成分和照亮它的恒星发出的光的颜色。WASP-76(WASP-76b的"太阳")是一颗黄白色的主序星,就像我们的太阳一样,但不同的恒星会产生不同颜色和图案的光辉。图片来源:欧空局,由 ATG 根据欧空局合同完成。CC BY-SA 3.0 IGO, 已编辑如果系外行星所围绕的"太阳"恒星发出的光被由完全均匀物质组成的云层反射,就会出现类似彩虹的发光现象。如果这一假设得到证实,这将是在太阳系外首次发现这种现象。这项工作是与欧洲航天局(ESA)和伯尔尼大学(UNIBE)合作完成的,发表在《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)上。WASP-76b是一颗超热巨行星。它绕其主恒星运行的距离比水星绕太阳运行的距离近12倍,接收到的辐射是地球上太阳辐射的4000多倍。"系外行星被恒星的强烈辐射'膨胀'了。因此,虽然它的质量比我们的表兄弟木星小 10%,但它的体积却几乎是木星的两倍,"这项研究的共同作者、联合国大学理学院天文学系助理教授莫妮卡-伦德尔(Monika Lendl)解释说。在地球上形成岩石的元素熔化并蒸发,形成铁云,滴下熔融的铁雨。自2013年被发现以来,WASP-76b一直是天文学家密切关注的对象。一幅奇异的地狱图景已经出现。这颗行星的一侧始终面向恒星,温度高达2400摄氏度。在地球上会形成岩石的元素在这里熔化并蒸发,然后在温度稍低的夜间一侧凝结成铁云,滴下熔融的铁雨。最令天文学家不安的观测结果之一是行星两个终结点之间的不对称。终点线是将行星的白天和黑夜分隔开来的假想线。就 WASP-76b 而言,观测结果显示,与西侧的终结点相比,来自行星东侧终结点的光量有所增加。为了解开这个谜团,天文学家利用 CHEOPS 太空望远镜进行了不少于 23 次观测,历时三年。欧空局的这颗卫星由瑞士驾驶,其科学运营中心设在联合国大学天文学系,它观测到了这颗行星的多次二次食(当它从恒星后面经过时)和几条相位曲线(在这颗行星转一圈的过程中进行连续观测)。艺术家对 CHEOPS 的印象。图片来源:© ESA / ATG medialab将这些新数据与其他望远镜(TESS、哈勃和斯皮策)的数据相结合,天文学家们提出了一个令人惊讶的假设,来解释这颗行星东侧多余的光通量:"这种意想不到的发光可能是由一种强烈的、局部的和各向异性的反射引起的即一种取决于方向的反射我们称之为光辉。"葡萄牙西班牙天文科学研究所(Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço)的研究员、本研究的第一作者奥利维尔-德曼吉恩(Olivier Demangeon)解释说:"这种意想不到的光辉可能是由一种强烈的、局部的、各向异性的反射造成的,即一种取决于方向的反射。"光辉是地球上常见的现象。在金星上也观测到过这种现象。当光线被由完全均匀的水滴组成的云层反射时,就会产生类似彩虹的效果。在地球上,水滴是由水构成的,但在 WASP-76b 上,这些水滴的性质仍然是个谜。有可能是铁,因为在这颗行星极热的大气层中已经检测到了铁。在 WASP-76b 上探测到这种现象,在太阳系外尚属首次。在如此遥远的距离上找出其他同样重要的现象。"之所以在太阳系外从未观测到过这种光辉,是因为这种现象需要非常特殊的条件。首先,大气颗粒必须是几乎完美的球形,完全均匀,并且足够稳定,以便长时间观测。这些液滴必须被行星的主星直接照亮,而且观测者在这种情况下,CHEOPS必须处于正确的位置,"Olivier Demangeon 解释说。不过,还需要更多的数据来证实,WASP-76b东侧终结者上这一令人好奇的过量光是一种光辉。这种确认将证明存在由完美的球形液滴组成的云层,这些液滴至少已经存在了三年,或者正在不断地自我更新。要使这样的云层持续存在,大气层的温度也必须长期保持稳定这是对WASP-76b上可能发生的事情的一个引人入胜的详细了解。在如此遥远的距离上探测到如此微小的现象,将使科学家和工程师们能够发现其他同样重要的现象。例如,液态湖泊和海洋对星光的反射这是宜居性的一个必要条件。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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天文学家在系外行星WASP-76b上首次探测到了类似彩虹的光环

天文学家在系外行星WASP-76b上首次探测到了类似彩虹的光环 每种光彩都是独一无二的,这取决于行星大气层的成分和照亮它的恒星发出的光的颜色。WASP-76(WASP-76b的"太阳")是一颗黄白色的主序星,就像我们的太阳一样,但不同的恒星会产生不同颜色和图案的光辉。图片来源:欧空局,由 ATG 根据欧空局合同完成。CC BY-SA 3.0 IGO这种现象在地球上经常出现,但在另一颗行星金星上只发现过一次。如果得到证实,这第一颗太阳系外的光辉将揭示更多关于这颗令人费解的系外行星的本质,并为如何更好地了解陌生而遥远的世界带来令人兴奋的启示。在系外行星WASP-76b阳光下难以忍受的光和热与其黑暗面无尽的黑夜之间,可能存在着第一种太阳系外的"光彩"。这种效果类似于彩虹,当光线从一种由完全均匀但迄今未知的物质组成的云层上反射出来时,就会产生这种效果。葡萄牙天体物理学和空间科学研究所的天文学家、该研究的第一作者奥利维尔-德曼吉翁解释说:"在太阳系外从未见过光辉是有原因的它需要非常奇特的条件。首先需要大气粒子接近完美的球形,完全均匀且足够稳定,以便进行长时间观测。行星附近的恒星需要直接照射到它,而观测者Cheops的方位恰到好处。"2011 年 7 月 24 日在金星上看到的"光辉"的假彩合成图像。该图像由金星监测相机拍摄的紫外线、可见光和近红外波长的三幅图像组成。这些图像的拍摄间隔为 10 秒钟,由于航天器的运动,这些图像并没有完全重叠。从 6000 公里外的航天器上看到的光斑直径为 1200 公里。图片来源:ESA/MPS/DLR/IDA如果得到证实,这首缕系外行星的光辉将为进一步了解行星和形成它的恒星提供一个美丽的工具。研究系外行星的欧空局研究员马修-斯坦丁(Matthew Standing)解释说:"重要的是要记住我们正在目睹的令人难以置信的规模。WASP-76b在几百光年之外一颗炙热的气态巨行星上,很可能下着熔铁雨。尽管一片混乱,但我们似乎已经探测到了光辉的潜在迹象。这是一个非常微弱的信号。"这一结果展示了欧空局契奥普斯飞行任务在探测遥远世界上从未见过的微妙现象方面的威力。这幅插图显示了系外行星 WASP-76b 的夜景。这颗超高温巨型系外行星的白天温度高达 2400 摄氏度以上,足以使金属蒸发。强风将铁蒸气带到较冷的夜侧,在那里凝结成铁滴。在图像的左侧,我们看到了系外行星的傍晚边界,从白天过渡到夜晚。图片来源:ESO/M.KornmesserWASP-76b是一颗超热的类木星行星。虽然它的质量比我们的木星小10%,但体积却几乎是它的两倍。这颗系外行星紧紧地围绕着它的主恒星运行,其距离比焦黑的水星围绕太阳运行的距离还要近12倍,因此它被强烈的辐射"膨化"了。自2013年被发现以来,WASP-76b一直受到密切关注,并出现了一幅奇异的地狱图景。这颗行星的一面始终面向恒星,温度高达2400摄氏度。在这里,在地球上会形成岩石的元素会熔化并蒸发,只会在温度稍低的夜间一侧凝结,形成滴下熔铁雨的铁云。但是,WASP-76b的"肢体"当它从宿主恒星前方经过时看到的最外围区域存在明显的不对称,或者说"古怪",这让科学家们感到困惑。在这项揭示性研究中,还分析了来自欧空局和美国国家航空航天局不同任务的数据,包括TESS、哈勃和斯皮策,但当欧空局的"Cheops"和美国国家航空航天局的TESS合作时,荣耀现象的蛛丝马迹才开始显现。地球上空轨道上的 CHEOPS 的艺术印象。图中卫星的望远镜盖是关闭的。图片来源:ESA / ATG medialab当WASP-76b从它的类太阳恒星前方和周围经过时,Cheops对它进行了密集的监测。经过三年的 23 次观测,数据显示来自该行星东部"终结者"黑夜与白昼的交界处的光量出现了惊人的增长。这使得科学家们能够厘清并确定信号的来源。奥利维尔解释说:"这是第一次在系外行星的亮度(即其'相位曲线')上探测到如此剧烈的变化。这一发现让我们假设,这种意想不到的光芒可能是由一种强烈的、局部的和各向异性的(与方向有关的)反射造成的,这就是光辉效应"。虽然光晕效应会产生类似彩虹的图案,但两者并不相同。彩虹的形成是由于阳光穿过具有一定密度的介质,到达具有不同密度的介质例如从空气到水使其路径发生弯曲(折射)。不同波长的光线会发生不同程度的弯曲,从而使白光分成各种颜色,形成我们熟悉的彩虹圆弧。金星(左)和地球(右)上光辉现象的模拟视图,未考虑任何雾霾或背景云亮度的影响。当阳光照射到云滴上时,就会出现光晕现象,地球上的云滴是水滴,而金星上的云滴是硫酸滴。金星上的光彩与地球上的光彩在外观上的主要区别不在于成分,而在于颗粒大小。地球上的云滴直径通常在 10 到 40 千分之一毫米之间,而金星上云顶的云滴要小得多,直径通常不超过 2 千分之一毫米。正因为如此,彩色条纹之间的距离比在地球上要远。图片来源:C. Wilson/P.拉文而"光环"则是光线在狭窄的开口之间穿过时形成的,例如在云或雾中的水滴之间。同样,光的路径会发生弯曲(在这种情况下是衍射),通常会形成同心色环,光波之间的干涉会形成明暗相间的色环图案。光辉效应的证实意味着存在由完美球形液滴组成的云层,这种云层至少持续了三年,或者正在不断补充。要想让这种云持续存在,大气层的温度也需要长期保持稳定这将是对 WASP-76b 可能发生的事情的一个引人入胜的详细了解。重要的是,能够在如此遥远的地方探测到如此微小的奇迹,将教会科学家和工程师如何探测其他难以观测但却至关重要的现象。例如,液态湖泊和海洋反射的阳光这是宜居性的一个必要条件。欧空局即将进行的阿里尔飞行任务的项目科学家特雷莎-吕夫廷格解释说:"要最终确定这种引人入胜的'额外光线'是一种罕见的光彩,还需要进一步的证明。NASA/ESA/CSA詹姆斯-韦伯太空望远镜上搭载的NIRSPEC仪器进行的后续观测就可以做到这一点。欧空局即将执行的阿里尔任务也可以证明它的存在。我们甚至可以发现其他系外行星闪耀着更多绚丽的色彩。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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韦伯望远镜揭示意想不到的系外行星55 Cancri e的大气层

韦伯望远镜揭示意想不到的系外行星55 Cancri e的大气层 这幅艺术家的概念图展示了系外行星 55 Cancri e 的模样。巨蟹座55号也被称为"杨森",是一颗所谓的超级地球,是一颗比地球大得多但比海王星小得多的岩质行星,它绕恒星运行的距离只有140万英里(0.015个天文单位),不到18个小时就能完成一个完整的轨道运行(水星距离太阳的距离是巨蟹座55号的25倍)。(水星距太阳的距离是巨蟹座 55 号距其恒星距离的 25 倍)该系统还包括四颗大型气体巨行星,位于巨蟹座,距地球约 41 光年。资料来源:NASA、ESA、CSA、拉尔夫-克劳福德(STScI)巨蟹座 55 是围绕巨蟹座中一颗类太阳恒星运行的五颗已知行星之一。这颗行星的直径几乎是地球的两倍,密度稍大,被归类为超级地球:比地球大,比海王星小,成分与太阳系中的岩石行星相似。伯尔尼大学空间与宜居性研究中心(CSH)的 Brice-Olivier Demory 是NCCRPlanetS 的成员,也是这项刚刚发表在《自然》杂志上的研究的共同作者。他说:"巨蟹座 55 是最神秘的系外行星之一。尽管在过去的十年中,我们利用十几个地面和太空设施获得了大量的观测时间,但它的本质仍然难以捉摸,直到今天,詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)终于可以拼凑出部分谜题。"出乎意料的是,这些观测结果表明,一颗高温、高辐照度的岩质行星有可能维持气态大气,这预示着JWST有能力描述围绕类太阳恒星运行的温度较低、可能适宜居住的岩质行星的特征。来自美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的胡仁宇带领团队在《自然》杂志上发表了他们的研究成果。他说:"JWST确实将系外行星特征描述的前沿推向了岩质系外行星。"它真正实现了一种新型科学"。CHEOPS 的艺术印象。图片来源:ESA / ATG medialabDemory 是胡在麻省理工学院(MIT)时的同事之一,胡邀请他参加研究项目。Demory 从职业生涯一开始就一直在研究巨蟹座 55:"作为麻省理工学院的博士后,我领导发现了55 Cancri e的首次凌日,2016年,我的团队发表了第一张岩石系外行星的地图,这就是55 Cancri e。"2016年的研究结果已经暗示了巨蟹座55附近可能存在大气层。在本次研究中,Demory对JWST数据集进行了独立分析。他解释说"JWST在红外波段对这一图景进行了补充,显示出超级地球55 Cancri e周围可能存在大气层,其成分与一氧化碳或二氧化碳一致"。超热的超级地球,仍然比预期的更冷虽然巨蟹座 55 e 的成分与太阳系中的岩石行星相似,但将其描述为"岩石"可能会给人留下错误的印象。这颗行星的轨道离它的恒星如此之近(一个完整的轨道持续 18 个小时,而我们的地球则是 365 天),因此它的表面一定是熔融的一个深邃的、冒着气泡的岩浆海洋。在如此紧密的轨道上,这颗行星也很可能被潮汐锁定,白天始终面向恒星,而夜晚则永远处于黑暗之中。胡解释说:"这颗行星温度很高,一些熔岩应该会蒸发掉。"虽然 JWST 无法捕捉到巨蟹座 55 的直接图像,但它可以测量该行星绕恒星运行时来自该系统的光线的微妙变化。研究小组利用 JWST 的 NIRCam(近红外相机)和 MIRI(中红外仪器)测量了来自该行星的红外光。通过将行星位于恒星后方的二次日食期间的亮度(仅恒星光)减去行星位于恒星旁边时的亮度(恒星和行星发出的光总和),研究小组能够同时计算出来自行星日侧多个波长的红外光量。根据热辐射或以红外光形式散发的热能进行的温度测量,首次显示出坎昆里55号可能有大量大气层。如果这颗行星被黑暗的熔岩覆盖,只有一层薄薄的蒸发岩层,或者根本没有大气层,那么它的日面温度应该在 2200摄氏度左右。胡仁宇说:"相反,MIRI数据显示的温度相对较低,约为1500摄氏度。这非常有力地表明,能量正在从白天向夜晚分布,很可能是通过富含挥发性物质的大气层。虽然熔岩流可以将一些热量带到夜侧,但它们无法有效地将热量转移到夜侧,因此无法解释冷却效应。事实上,即使热量在地球上均匀分布,白天看起来也要比白天低几百度。如果地表发出的部分红外光被大气层吸收,永远无法到达望远镜,那么这种情况就说得通了。"气泡岩浆海洋研究小组认为,覆盖在巨蟹座 55 上的气体是从内部冒出来的。由于恒星的高温和强烈辐射,原生大气早已消失。这将是由岩浆海洋不断补充的次级大气。岩浆不仅仅是晶体和液态岩石,其中还有大量溶解气体。虽然巨蟹座 55 太热,不适合居住,但它可以为研究岩质行星的大气、表面和内部之间的相互作用提供一个独特的窗口,或许还能为早期的地球、金星和火星提供启示,因为人们认为它们在很久以前就已经被岩浆海洋所覆盖。归根结底,我们希望了解是什么条件使岩质行星能够维持富含气体的大气层:这是宜居行星的关键要素。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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第一颗被证实有大气层的行星出现了

第一颗被证实有大气层的行星出现了 访问:Saily - 使用eSIM实现手机全球数据漫游 安全可靠 源自NordVPN 55Cancri e 离恒星很近的艺术图。图片来源:Mark Garlick/Science Photo Library没有参与这项研究的美国麻省理工学院的行星科学家Sara Seager说,在类地行星周围发现大气层是系外行星研究的一个重要里程碑。地球稀薄的大气层对维持生命至关重要,能够发现类似类地行星上的大气层是寻找太阳系以外生命的重要一步。JWST探测到的这颗行星名为55 Cancri e,它围绕着一颗12.6秒差距的类太阳恒星运行,被认为是一个超级地球。这颗比地球稍大的类地行星,半径约为地球的两倍,重量是地球的8倍多,大气层厚度约为地球半径的百分之几。55 Cancri e不适合居住的另一个原因是它离恒星很近大约是地球到太阳距离的1/65。然而,美国喷气推进实验室(JPL)的天体物理学家、论文合著者Aaron Bello Arufe说,它可能是研究最多的岩石行星。它对于岩石行星来说大很多,所以比太阳系外其他行星更容易研究。55 Cancri e经过了充分的研究,JWST于2021年12月发射后,工程师将天文台的红外光谱仪指向它进行测试。这些仪器可以探测行星周围气体吸收星光红外波长时的化学指纹。Bello-Arufe和同事随后决定进行更深入地挖掘,以确认这颗行星是否有大气层。在最近的观测之前,天文学家已经无数次改变对55 Cancrie的看法。这颗行星于2004年被发现。起初,研究人员认为它可能是一个类似木星的气态巨星的核心。但在2011年,斯皮策太空望远镜在这颗行星从其恒星前方经过时对其进行了观测发现,55 Cancri e实际上比一颗气态巨星小得多,密度也大得多,是一颗岩石超级地球。几年后,研究人员注意到,对于一颗离其恒星如此之近的行星来说,55 Cancri e的温度比它应有的温度低,这表明它可能有大气层。一种假设是,这颗行星是一个被超临界水分子包围的“水世界”;另一种假设是,它被一个主要由氢和氦组成的膨胀的原始大气所包围。但这些想法最终都被推翻了。JPL的行星科学家、论文合著者胡仁宇(音)说,一颗离恒星如此之近的行星会受到恒星风的轰击,很难抓住大气层中的挥发性分子。这存在两种可能性,首先,这颗行星是完全干燥的,有一层由蒸发岩石组成的超薄大气层;其次,它有一个由较重的挥发性分子组成的厚厚的大气层,这些分子不容易流失。最新数据表明,55 Cancri e的大气中含有碳基气体,这指向了第二种可能。Seager说,该团队收集了大气层的真实证据,但还需要进行更多观测来确定其完整成分、存在气体的相对数量及其精确厚度。美国斯坦福大学的行星地质学家Laura Schaefer有兴趣了解55 Cancri e的大气层如何与行星表面下的物质相互作用。他说,大气仍有可能被恒星风侵蚀,但岩浆海洋中岩石的融化和释放可能会补充气体。“地球可能至少经历了一个岩浆-海洋阶段,也许是几个。”Schaefer说,“拥有岩浆海洋的实际例子可以帮助我们了解太阳系的早期历史。”相关论文信息: ... PC版: 手机版:

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哈勃发现小型系外行星GJ 9827d大气中存在的水蒸气

哈勃发现小型系外行星GJ 9827d大气中存在的水蒸气 当发现系外行星上有水蒸气的证据时,天文学家们都很感兴趣。最近的一个目标是行星 GJ 9827d,它周围可能有一个富含水的大气层。这颗行星的直径不超过地球直径的两倍,可能是银河系其他地方潜在的富水世界的一个例子。但先不要打算在GJ 9827d上购房。这颗行星和金星一样热,温度高达800华氏度。这使它成为一个充满蒸汽的世界。这是艺术家绘制的系外行星GJ 9827d的概念图,这是在大气层中探测到水蒸气的最小的系外行星。这颗行星可能是银河系其他地方潜在的富含水大气的行星的一个例子。这颗行星的直径只有地球的两倍,围绕红矮星GJ 9827运行。左侧是该星系的两颗内行星。图中的背景恒星是在没有辅助的情况下,用肉眼回望太阳时看到的。太阳太暗,无法看到。天文学家利用美国宇航局的哈勃太空望远镜观测到了大气中检测到水蒸气的最小系外行星。GJ 9827d行星的直径大约只有地球直径的两倍,它可能是银河系其他地方潜在的富含水大气的行星的一个例子。"这将是我们第一次通过大气探测直接表明,这些拥有丰富水大气的行星确实可以存在于其他恒星周围,"团队成员、蒙特利尔大学特罗蒂埃系外行星研究所的比约恩-本内克(Björn Benneke)说。"这是朝着确定岩质行星大气的普遍性和多样性迈出的重要一步"。德国海德堡马克斯-普朗克天文研究所的联合首席研究员劳拉-克赖德伯格补充说:"在一颗如此小的行星上发现水是一个具有里程碑意义的发现。它比以往任何时候都更接近真正类地世界的特征"。调查大气层不过,现在要判断哈勃光谱学测量到的是浮肿的富氢大气层中的少量水蒸气,还是这颗行星的大气层主要由水组成,是原始氢/氦大气层在恒星辐射下蒸发后留下的,还为时尚早。"我们的观测计划由堪萨斯州劳伦斯堪萨斯大学的首席研究员伊恩-克罗斯菲尔德(Ian Crossfield)领导,其设计目标不仅是探测这颗行星大气中的分子,而且是专门寻找水蒸气。"科学论文的第一作者、蒙特利尔大学特罗蒂埃系外行星研究所的皮埃尔-亚历克西斯-罗伊(Pierre-Alexis Roy)说:"无论哪种结果都会令人兴奋,无论水蒸气是占主导地位还是只是氢占主导地位的大气层中的一个微小物种。""直到现在,我们还无法直接探测到如此小行星的大气层。我们现在正慢慢进入这个阶段,"本内克补充说。"在我们研究更小的行星时,一定会有一个过渡,在这个过渡中,这些小星球上不再有氢,它们的大气层更像金星(以二氧化碳为主)"。因为这颗行星和金星一样热,温度高达 800 华氏度,如果大气层中主要是水蒸气,那么它肯定会是一个荒凉而充满蒸汽的世界。影响和未来研究目前,研究小组有两种可能性。一种情况是,这颗行星仍然保留着富含氢气的大气层,其中掺杂着水,使其成为一颗小型海王星。或者,它可能是木星卫星木卫二的温暖版本,木卫二地壳下的水量是地球的两倍。"GJ 9827d行星可能一半是水,一半是岩石。在一些较小的岩石体上面会有大量的水蒸气,"本内克说。如果这颗行星有残留的富含水的大气层,那么它一定是在距离其主恒星更远的地方形成的,那里的温度很低,水以冰的形式存在,而不是现在的位置。在这种情况下,行星会迁移到更靠近恒星的地方,接受更多的辐射。氢气被加热后逃逸,或者仍在逃逸行星微弱引力的过程中。另一种理论认为,这颗行星是在靠近炙热恒星的地方形成的,其大气层中含有微量的水。哈勃计划在 11 次凌日过程中对这颗行星进行了观测凌日是指行星从恒星前方穿过的过程,间隔时间为三年。在凌日过程中,星光经过行星大气层的过滤,带有水分子的光谱指纹。如果行星上有云层,它们在大气层中的位置足够低,因此不会完全遮挡哈勃对大气层的观测,哈勃能够探测到云层上方的水蒸气。位于加利福尼亚硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心的天体物理学家托马斯-格林说:"观测水是发现其他事物的一个途径。哈勃的这一发现为詹姆斯-韦伯太空望远镜未来研究这类行星打开了大门。JWST通过额外的红外观测可以看到更多的东西,包括一氧化碳、二氧化碳和甲烷等含碳分子。一旦我们获得了行星的全部元素清单,我们就可以将这些元素与它所环绕的恒星进行比较,从而了解它是如何形成的"。GJ 9827d是美国宇航局开普勒太空望远镜于2017年发现的。它每6.2天绕一颗红矮星运行一圈。这颗名为GJ 9827的恒星距离地球97光年,位于双鱼座。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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新研究加强了对系外行星大气逃逸的了解 重点是分类和对宜居性的影响

新研究加强了对系外行星大气逃逸的了解 重点是分类和对宜居性的影响 系外行星的水动力逃逸系外行星即太阳系外的行星,是天文学研究的热门课题。这些行星的大气会因为各种原因离开行星进入太空。其中一个原因就是流体力学逃逸,即上层大气整体离开行星。这一过程比太阳系行星的粒子逸出过程要强烈得多。科学家们推测,在太阳系的一些行星(如金星和地球)的早期阶段,曾发生过流体动力大气逃逸现象。如果地球通过这一过程失去了整个大气层,那么它可能会变得像火星一样荒凉。然而,在地球这样的行星上已经不再发生这种强烈的逸出现象了。与此相反,太空和地面望远镜已经观测到,在一些非常靠近宿主恒星的系外行星上仍然会发生流体力学逃逸。这一过程不仅会改变行星的质量,还会影响行星的气候和宜居性。影响低质量系外行星流体动力逃逸的各种驱动机制 图源:Jianheng Guo大气逃逸机制在这项研究中,郭博士发现,富氢低质量系外行星的流体动力大气逸出可能是由行星内能、恒星潮汐力做功或恒星极端紫外线辐射加热单独或共同驱动的。在这项研究之前,研究人员不得不依靠复杂的模型来找出行星流体动力逸出的物理机制,结论往往模糊不清。这项研究提出,恒星和行星的基本物理参数,如质量、半径和轨道距离,足以对低质量行星的流体动力逸出机制进行分类。大气逃逸动力学新见解在质量小、半径大的行星上,足够的内能或高温可以推动大气逃逸。这项研究表明,利用经典的杰恩斯参数行星内能与势能的比值可以确定上述逸出是否会发生。对于内能无法驱动大气逃逸的行星,郭博士通过引入恒星的潮汐力,定义了一个升级的杰恩斯参数。有了升级后的杰恩斯参数,恒星的潮汐力和极端紫外线辐射在推动大气逸散方面的作用就可以很容易地准确区分开来。结论和影响此外,这项研究还揭示了高引力势能和低恒星辐射的行星更有可能经历缓慢的流体动力大气逃逸;否则,行星将主要经历快速的流体动力逃逸。这项研究有助于科学家了解行星的大气是如何随时间演变的,这对于探索低质量行星的演变和起源非常重要。这样,我们就能更好地了解这些遥远世界的宜居性和演化历史。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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自动望远镜网络发现环绕超冷恒星运行的宜居系外行星SPECULOOS-3 b

自动望远镜网络发现环绕超冷恒星运行的宜居系外行星SPECULOOS-3 b 系外行星 SPECULOOS-3 b 绕其恒星运行的艺术家视图。这颗行星和地球一样大,而它的恒星比木星稍大,但质量更大。资料来源:NASA/JPL-Caltech一个国际天文学家小组发现了一颗新的地球大小的行星,它围绕着一颗超冷的红矮星运行,距离仅有 55 光年。这颗行星是在这种恒星周围发现的第二颗同类行星。这颗行星被称为 SPECULOOS-3 b,它需要大约 17 个小时才能绕恒星运行一圈,其温度是太阳的两倍多,质量是太阳的十倍,亮度是太阳的一百倍。SPECULOOS-3 b 上的白天和黑夜似乎是无穷无尽的:这颗系外行星很可能被潮汐锁定,因此同一面"白天"总是面向恒星,这种关系类似于我们的月球和地球。这一发现于2024年5月15日发表在《自然-天文学》(Nature Astronomy)杂志上,由比利时列日大学(University of Liège)领导的SPECULOOS项目与伯明翰大学、剑桥大学、伯尔尼大学和麻省理工学院合作完成。SPECULOOS(Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars)项目的目的是利用遍布全球的望远镜网络寻找绕超冷矮星运行的系外行星。超冷矮星非常常见,约占银河系恒星的 70%。但它们也非常暗淡,而且分散在天空中,因此科学家们必须用望远镜观测数周的数据,逐一监测每颗恒星,才能探测到凌星。"我们专门设计了SPECULOOS来观测附近的超冷矮星,寻找适合详细研究的岩石行星,"列日大学天文学家、论文第一作者Michaël Gillon说。"2017年,我们使用TRAPPIST望远镜的SPECULOOS原型发现了著名的TRAPPIST-1系统,该系统由7颗地球大小的行星组成,其中几颗可能适合居住。这是一个极好的开端!"虽然对这一发现的大部分观测是由位于北半球的 SPECULOOS 望远镜完成的,但伯明翰大学的研究人员也贡献了在位于智利阿塔卡马沙漠的 SPECULOOS 南方天文台进行的一些观测。伯明翰大学系外行星学教授Amaury Triaud说:"虽然超冷矮星比我们的太阳温度低、体积小,但它们的寿命要长上千倍大约1000亿年,预计它们将是宇宙中最后一颗仍在闪耀的恒星。"科学家们认为,如此长的寿命可能会为轨道行星上的生命提供发展机会。虽然大多数天文数据都是自动分析的,而且候选行星通常都是先由算法检测出来,然后再由人工进行审核,但在这个案例中,这种情况并没有发生。SPECULOOS 团队的成员已经养成了在夜间数据发布时快速浏览这些数据的习惯,伯明翰大学的前博士生、现博士后研究员 Georgina Dransfield 博士注意到了行星信号,并提醒了整个合作团队。她说:"超冷矮星体积小,更容易探测到小行星。SPECULOOS-3b的特殊之处在于,它的恒星和行星特性使其成为JWST的最佳目标,JWST能够获得有关构成其表面的岩石成分的信息。"该项目的下一步可能包括由詹姆斯-韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)进行的后续观测,这将为了解该行星的表面矿物学以及大气层的可能性提供重要信息。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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