[圖文]63光年外一顆熱木行星確認存在水蒸汽 | 陽光歷史

 

A-A+

[圖文]63光年外一顆熱木行星確認存在水蒸汽

2016年10月05日 宇宙奧秘-短篇 暫無評論 閱讀 64 次

63光年外一顆熱木行星確認存在水蒸汽(圖)

HD 189733b想像圖



  據英國媒體報道,美國科學家表示,他們在距地球63光年的一顆行星的大氣層中發現水蒸汽存在證據。這顆熱木星的表面溫度超過900攝氏度。科學家在《自然》雜誌上指出,他們的發現可能幫助尋找能夠支持生命存在的行星。在一項單獨的研究中,美國宇航局稱在同一行星的大氣層中發現二氧化碳。


  根據其熾熱的溶化的內核以及厚重的大氣層,這顆名為「HD 189733b」的行星被打上熱木星標籤,熱木星的大氣層與我們太陽系中的氣態巨星——木星類似。科學家之所以能夠在HD 189733b大氣層中發現水蒸汽存在證據,要歸功於這顆熱木星內核產生的熱量。HD 189733b大氣層中的氣體改變了來自熾熱表面的熱輻射波長。包括「哈勃」和本次研究中使用的繞太陽軌道運行的「斯皮策」在內的太空望遠鏡能夠探測到這些波長。通過觀察望遠鏡探測到的紅外線輻射擴散,科學家能夠確定存在於HD 189733b大氣層中的氣體類型——每一種氣體產生一個不同的波長。


  宇航局位於馬里蘭州戈達德太空飛行中心的德拉克·戴明(Drake Deming)博士說,大氣層中的水蒸汽會留下一個明白無誤的信號。「它會產生一個獨特的『指紋』——水蒸汽以一種非常特有的方式調整輻射的形態。」由於距離太遠,科學家很難確定「斯皮策」探測到多少來自這顆熱木星以及其所繞行的恆星的輻射。


  通過研究HD 189733b的軌道,他們解決了這個問題。領導這項研究的加州理工學院的斯皮策科學中心的卡爾·格裡爾邁爾(Carl Grillmair)博士說:「我們知道這顆行星是不可見的,因此,光線只能是來自它所繞行的恆星。」他們發現,HD 189733b每2.2天繞這顆恆星運行一周。通過在幾個繞軌運行週期內進行計算並扣除在看不見這顆行星時(當時位於恆星後面)產生的輻射,他們得以確定HD 189733b自身產生的輻射數量。戴明說:「計算的關鍵是日蝕幾何學,我們擁有一個獨特的時刻對恆星進行隔離觀察。」


  對HD 189733b以及類似氣態巨星的早期觀測讓科學家甚為迷惑。他們本希望發現水蒸汽,但望遠鏡的探測結果卻最終令人失望。格裡爾邁爾說:「我們幾年前曾作出不存在水的推斷,理論家對此無法接受,因為他們曾預言一定存在水。我們雖然很難理解,但還是進行了長達120個小時的觀測,並最終發現了與模型相匹配的簽名。」他指出,HD 189733b與恆星鄰近意味著它的大氣層一直處於變化之中。


  格裡爾邁爾說:「在距離如此近的情況下,恆星可能覆蓋它的半個身子,使其獲得巨量熱負荷並產生風暴,可能的情況是,這一年有雲,下一年卻沒有——這種事情就在我們眼前發生著變化。」科學家認為,在早期觀測中,風暴產生的高空雲層可能隱藏了水蒸汽,他們相信最近的發現是正確的。戴明說:「我們對比非常明確。」


  在一項單獨研究中,宇航局稱哈勃太空望遠鏡在HD189733大氣層中探測到二氧化碳。雖然宇航局一再強調HD189733距離太遠並且溫度極高,無法支持生命存在,但他們對此次發現也非常重視,並表示這一發現無疑是一個重要證據,證明能夠在遙遠的繞其它恆星運行的行星大氣層中發現二氧化碳,同樣的方法也可以用於觀測可能支持生命存在的行星。宇航局位於加州帕薩德納的噴氣推進實驗室的馬克·斯維恩(Mark Swain)負責對「哈勃」所拍圖片進行了分析,他說:「有能力探測二氧化碳並估計其數量對描繪行星特徵以確定它們由什麼構成、是否能夠成為生命家園這項長期努力來說非常重要。」


標籤:



給我留言