人类首次在系外行星大气中发现铁和钛

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【大纪元2018年08月17日讯】(大纪元记者高杉编译报导)科学家在一个距离地球650光年的超高温行星所拥有的大气层内,检测到有气化的存在。这是人类历史上首次在系外行星大气中发现金属元素。

据CNN报导,一组欧洲研究人员在最新一期的《自然》杂志上发表的研究论文中说,这颗遥远的气体巨星的平均温度为3,770摄氏度(6,830华氏度),其表面温度接近太阳。这颗星球是“超高温木星”的原型,它是恒星和气态巨行星之间的过渡天体。

被命名为“KELT-9b”的系外行星是科学家们在去年研究天鹅座的时候发现的。“超热木星”是一个非官方的术语,指温度超过3100华氏度(1700摄氏度)的热木星系外行星。

这是人类第一次在一个行星的大气中检测到重金属。这一发现进一步增加了人们对“KELT-9b”的兴趣。曾在一颗系外行星的大气层中被发现过,但不是以原子的形式被发现的。2017年9月,天文学家通过哈勃太空望远镜进行观测后宣布,他们在一颗名为“开普勒- 13a”的系外行星的大气层中发现了二氧化钛(由一个钛原子和两个氧原子组成的分子)。

研究员凯文‧亨(Kevin Heng)在一篇博客中解释说:该行星的极端高温意味着研究人员在其大气层中所发现的和钛原子都可能是独立的原子,而不是与其它分子的结合。因为“KELT-9b”非常热,所以原子不会在大气中凝结成云,而是自由漂浮。

他补充说:“云层之所以不存在,可能是因为在4000开尔文的温度下,很难从气态中凝结出任何固体物质。”

证据在光谱上

凯文‧亨解释说,铁和钛“长期以来一直是系外行星形成理论的一个组成部分,但它们从未被直接探测到”。它们是被研究人员通过检测行星的光线而检测到的。因为光会在星球前经过,根据对光谱数据波动的研究,凯文‧亨和他的同事们就可以发现大气中是否存在重金属的证据。

当你把光线分成光谱时,不同的原子或分子就都会有一个自己的“指纹”。只要有足够的分辨率,只要有足够的数据,每种分子都有一个独特的指纹。

除了能够给研究人员提供有关行星形成的有价值信息,以及解释为什么有些天体会变成气态巨星而不是恒星之外,在未来,这个被用于进行金属探测的技术还可能会被用于在外星寻找生物特征。

生物特征是生命存在的证据——想想地球的绿色森林或者它们产生的氧气——可能是能够被发现在我们太阳系外存在外星生命的第一个信号。但是寻找它们并不是那么容易,我们只有一个自己的地球的例子来估计这些生物特征可能是什么样的,而外星生命也可能会发出完全不同的生物特征信号。

在104颗系外行星的新发现中,天文学家发现了四颗类似于地球的行星。它们围绕着一颗矮星运行。其中的两颗有支持生命存在的可能性。美国国家航空航天局开普勒太空望远镜(NASA Kepler Space Telescope),已经帮助证实了成千上万的系外行星的存在。

热,热,热

天文学家不太可能在这颗地狱般的“KELT-9b”行星上发现任何生命迹象。研究人员斯科特‧高迪(Scott Gaudi)在去年告诉CNN,它是我们所知的系外行星中最热的行星。

木星是太阳系中最大的行星。但“KELT-9b”要大得多:质量是木星的三倍,直径是木星的两倍。而且它的轨道非常接近母星“KELT-9”,以至于它每隔一天半绕着它的轨道运行一周,而不是地球绕太阳运行的一年。

高迪介绍说:“由于它极其炽热、发光和近距离的恒星,‘KELT-9b’一直受到紫外线和高能辐射的冲击。如果你把水倒在水面上,它会立即会被分离成为氧和氢。”

更奇怪的是,它的运行是垂直于其恒星的轨道,绕着恒星的两极而不是赤道运行。研究人员还认为,它的轨道就像从一个顶部开始,然后越来越近,超高温、近恒星轨道和高辐射可能导致它也存在不了多长时间了。#

责任编辑:叶紫微

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