利用哈勃望远镜绘制出狂野系外行星的天气图

白昼黑夜都酷热难当,WASP-43b 不是个宜居之地。

距离地球约260光年,有一颗巨大的系外行星,大小与木星相当,但质量却是木星的两倍。这颗名为WASP-43b的巨大行星,仅需19小时就围绕其母星——一颗橙矮星——运行一周,这意味着它的“一年”比地球的一天还要短。

哦,我们还没提它热得离谱吧?就像月球一样,WASP-43b 被潮汐锁定在其母星上,所以它的一侧永远沐浴在阳光下,而另一侧则永远处于黑暗之中。在白天一侧,温度高达约1500摄氏度(约2700华氏度),足以熔化铁。夜晚一侧的温度也好不到哪去,约有500摄氏度(约900华氏度)。

现在,一支研究团队正在ckulesa/camp/spectroscopy_intro.html/”>深入了解WASP-43b上的疯狂条件,为这类行星的形成提供了关键线索。科学家们利用哈勃空间望远镜和两种不同的光谱技术,绘制了该行星的天气详细图,并确定了其大气中的水量。他们将研究结果发表在《天体物理学报通讯》的两项不同研究中。

ckulesa/camp/spectroscopy_intro.html/”>光谱学 是研究遥远行星常用的方法。它通过将物体发出的光分解成其组成颜色,从而揭示出该物体的温度、质量、水分含量等信息。

在第一项研究中,研究人员使用了一种称为透射光谱的技术,他们研究了橙矮星的光线穿过WASP-43b大气层时的景象。通过分析这些光线,他们能够确定白天和夜晚半球交界区域大气中的水量。

在第二项研究中,他们采用了一种称为发射光谱的技术,使研究人员能够绘制出不同经度的大气图。利用哈勃精密仪器,他们成功屏蔽了母星99.95%以上的光线,从而能够研究仅来自WASP-43b的光。他们在行星绕恒星运行时进行此操作,一路测量了不同经度上大气的含水量和元素组成。

据研究人员称,该行星大气中的所有水分都已汽化。在木星上,水分会凝结成冰冷的云层,但太空探测器无法穿透木星的大气层,因此对其含水量知之甚少。此外,我们太阳系中其他行星上的大部分水分都以冰的形式被封存起来,难以研究。由于WASP-43b上的所有水分都以气态存在,研究人员更容易测量。

人们认为水在巨行星的形成中起着重要作用,而了解WASP-43b大气中水的分布,就能揭示出很多关于其形成过程的信息。许多天文学家认为,在行星形成初期,小行星状物体曾撞击这些行星,输送了我们今天观察到的水和其他分子。

 

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洛伦·格鲁什(Loren Grush)是《Popular Science》的助理编辑和科学作家,居住在纽约市。她曾为《纽约时报》、《Nautilus Magazine》、Digital Trends、Fox News 和 ABC News 撰稿。格鲁什是两位 NASA 工程师的女儿,在航天飞机和火箭科学家中长大。她很高兴能圆满完成报道科学发现和技术突破的使命。

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