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新發現的熱木星WASP-121b,它竟然比煉鐵爐還熱!科學家也困惑 - 天文探索外星ufo

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新發現的熱木星WASP-121b,它竟然比煉鐵爐還熱!科學家也困惑

SUNSHINEhzl發表於 2020-1-16 02:51:51
類似于鎂和鐵這樣的重金屬氣體首次被檢測到從一個繞著遙遠的太陽運轉的系外行星飄走。這是為什麼呢?因為這顆與木星一樣大的行星正在危險地繞著恆星運轉。

新發現的熱木星WASP-121b,它竟然比煉鐵爐還熱!科學家也困惑

圖解︰流進太空的巨型行星大氣,WASP-121b是藝術家的概念,它的軌道非常靠近恆星,並且溫度很高,導致大氣中的重金屬氣體正在逃逸到太空中。 圖片來自引擎室VFX /布里斯托爾科學中心/埃克塞特大學/ JPL

系外行星€€€€環繞其他恆星運行的行星€€€€€€被發現其類型和大小多種多樣,小到渺小的岩石世界,大到圍繞其恆星運行的熾熱的氣態巨行星。 “天體音樂”這個詞組浮現在腦海中,這是一個古老的哲學概念,將太陽,月亮和行星的運動視為一種音樂形式。 雖然該詞組容易讓人聯想到古典旋律,但一顆系外行星似乎更適合重金屬音樂類型。

行星WASP-121b是一顆距離地球900光年的熾熱木星。 它的軌道與其恆星十分接近,其上層大氣高達4600華氏度(2500攝氏度)。 其宿主恆星的引力使這顆行星變形為美式橄欖球的橢圓形。 該行星于2015年首次被發現,其質量是木星的1.8倍。

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哈勃太空望遠鏡(HST)檢測到從行星逸出的氣體,鐵鎂氣體,被稱為“重金屬”。這些經過同行評議的結果于2019年在《天文雜志》上被發表。

有證據表明,WASP-121b的低層大氣過于熾熱以致于鐵和鎂仍維持在氣態的狀態。 它們流向高層大氣,在那里它們可以借助氫氣和氦氣的力量進入太空。 這是首次觀測到此類氣體逸出一顆熾熱的木星系外行星。 正如馬里蘭州巴爾的摩約翰霍普金斯大學的研究員戴維€€辛格所說︰

之前在其他熱木星上也發現過重金屬,但僅僅是在低層大氣中。所以你不能確定它們是否在逃逸。通過WASP-121b,我們可以看到鎂鐵氣體距離行星很遠,它們不受引力約束。重金屬逃逸的部分原因是行星太大太膨脹,而它的重力又相對較弱。這是一顆正在被積極剝離大氣層的行星。

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圖解︰從新月到滿月再到新月的五個橙色星球視圖。利用美國國家航空航天局(NASA)Spitzer太空望遠鏡的圖像,計算機模擬了wasp-121b的視圖。 圖片來自NASA / JPL-Caltech / Aix-Marseille University(AMU)/ Wikipedia

這個過程是如何發生的? 首先,恆星本身比太陽更熱,並且來自恆星的的紫外線加熱了行星的高層大氣。根據Sing的說法,逸出的鐵鎂氣體還可能有助于進一步加熱大氣︰

這些金屬將使大氣層在紫外線中變得更加不透明,這也可能有助于高層大氣的加熱。

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這不僅會使行星的大氣受到嚴重影響,行星自身也會受到嚴重影響。實際上,它已經接近恆星的引力將其撕裂的臨界點。現在,它已經被拉伸成類似于足球的形狀。WASP-121b為科學家提供了難得的觀察機會,正如Sing所指出的︰

我們選擇了這個星球,因為它是如此的極端。 我們認為我們有機會看到更重的元素逃逸。 它是如此熾熱且易于觀察,是發現重金屬的最佳選擇。 我們主要是在尋找鎂,但在其他系外行星的大氣中也有鐵的跡象。 不過,能夠從數據中如此清晰地看到它,在距離行星如此遙遠的高空看到它,真是令人驚訝。

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馬里蘭大學的天文學家德雷克€€戴明(Drake Deming)說︰

這顆行星是超熱木星的原型。 這些行星被它們的宿主恆星強烈地照射著,它們本身就像恆星一樣。 行星被其恆星蒸發,以至于我們可以看到金屬原子逃逸到高層大氣中,在那里它們可以與行星的磁場相互作用。 這為觀察和理解一些非常有趣的物理學提供了機會。

與其宿主恆星如此接近的熾熱木星十分罕見。溫度如此之高的更是少見。盡管它們十分罕見見,但是一旦你找到它們,它們就會脫穎而出。 我們期待進一步了解這個奇怪的星球。

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WASP-121b的這些觀測結果是全色比較外行星金庫計劃(PanCET)調查的一部分。 這是首次對20種不同系外行星進行大規模的紫外線、可見光和紅外的比較研究,這些系外行星的大小從超級地球(地球質量的幾倍)到木星(地球質量的100倍)不等。

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圖解︰大型橙色系外行星,具有類似木星的平行回旋帶。WASP-121b是一種被稱為熱木星的系外行星,例如HD 209458b(藝術家的概念)。 圖片來自NASA / ESA / G。 Bacon(STScI)/ N。 Madhusudhan(UC)

通過研究WASP-121b和其他熱木星,科學家可以了解更多有關行星如何失去原始大氣的信息。仍在形成中的行星的大氣層往往由重量較輕的氫氣和氦氣組成。但是隨著行星靠近恆星,這些大氣可以被剝奪。如Sing所述︰

熱木星主要由氫組成,哈勃對氫非常敏感,因此我們知道這些行星可以相對容易地損失氣體。但以WASP-121b為例,氫氣和氦氣幾乎像一條河流一樣流出,並與它們一起拖曳這些金屬。這是一種非常有效的質量損失機制。

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WASP-121b還是即將到來的詹姆斯€€韋伯太空望遠鏡進行未來觀測的理想目標,它將能夠檢查大氣中的水和二氧化碳,並有助于對大氣中的所有化學元素進行更全面的分析。這些數據將幫助科學家更好地了解像熱木星這樣的世界是如何形成的,以及整個行星系統的形成方式。

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圖解︰左邊是明亮的類太陽恆星,右邊是橢圓形的足球形系外行星。WASP-121b是藝術家的概念,天文學家將其描述為重金屬系外行星。 這個行星過于熾熱,鎂和鐵的氣體(被稱為“重金屬”,因為這些元素的原子量大于氫或氦的原子量)正在逃逸到大氣中。 同時,主恆星的引力正在拉動行星及其大氣,使其伸展成足球形狀。 圖片來自NASA / ESA / J. Olmsted(STScI)/哈勃望遠鏡

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3. Paul Scott Anderson-Calm- earthsky

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作者:天文在线

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頭條資訊發表於 2020-1-16 02:52:07
撕裂的鐵鎂離子再為星體喂食

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