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900光年外,邂逅一颗神奇的“重金属”行星

时间:2020-03-25 12:43:01 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读
这是我们第一次发现像镁和铁这样的重金属气体从太阳系以外的行星逃逸他们为什么逃跑?因为这颗木星大小的行星正以一种危险的方式接近它的恒星

(插图:这是艺术家制作的WASP-121b概念图。它的轨道非常靠近恒星,温度非常高。大气中的重金属气体正在逃逸到太空中。资料来源:埃克塞特大学)

已经发现了各种类型和大小的系外行星——围绕其他恒星运行的行星,从小型岩石行星到围绕恒星运行的热气巨星此时,不难想到“天体音乐”这个词,这是一个古老的哲学概念,太阳、月亮和行星在天体中有规律地运动时会发出音乐。虽然这个词很容易与古典音乐联系在一起,但外行星似乎更适合重金属音乐。

(插图:美国宇航局在2016年5月10日发布的概念图显示了开普勒任务识别的一些行星资料来源:美国宇航局)

,也被称为WASP-121b,是一个离地球900光年的热木星——它的轨道离它的恒星如此之近,以至于它的高层大气温度高达4600华氏度(2500摄氏度)它的主要恒星的引力将这颗行星扭曲成美式足球形状。这颗行星于2015年首次被发现,其质量是木星的1.8倍。

哈勃太空望远镜(HST)已经探测到了从行星逃逸的气体,它们是铁和镁气体,被称为“重金属”新的同行评审结果发表在《天文学杂志》上。

证据表明WASP-121b的低大气温度如此之高,以至于铁和镁以气态形式存在。它们流入高层大气,在那里它们可以与氢和氦一起进入太空。这是首次观察到这些气体从炽热的木星系外行星逃逸。正如马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学的研究员大卫·希恩所说:

“以前在其他热木星中也发现过重金属,但只是在低层大气中。”所以我们不确定他们是否会逃跑通过观察wasp-121 b,我们发现镁和铁气体将远离地球,最终将不受重力的束缚。重金属元素流失的一个原因是这个星球非常大而且在膨胀,所以它的引力相对较弱。地球的大气层正在被剥离“

(图:计算机模拟的WASP-121b图像,使用美国国家航空航天局的斯皮策太空望远镜的镜头,显示了橙色行星的新月-满月-新月的整个复制过程来源:美国宇航局)

这个过程是如何发生的?首先,恒星本身比太阳热,来自恒星的紫外线加热了行星的高层大气。据辛介绍,逸出的铁和镁气体也有助于进一步加热大气:

“这些金属会使大气在紫外线下变得更加不透明,紫外线的热量会在大气中积累,这可能是高层大气温度上升的原因。”“

不仅大气层受到严重影响,而且地球本身也受到严重影响它实际上正在接近被恒星引力撕裂的点。但是现在,它已经被拉长成一个足球形状。WASP-121b给科学家们提供了一个难得的观察机会,辛说:

“我们选择这颗行星是因为它非常特别。”我们认为我们有机会看到更重的元素从中逃逸它温度很高,易于观察,这是发现重金属存在的最好机会。我们过去的主要目的是寻找镁,但是我们在其他系外行星的大气中发现了铁的迹象。另一方面,令人惊讶的是,WASP-121b从返回的数据中可以看得如此清楚,而且离地球如此之远。马里兰大学天文学家德雷克·戴明说:“这颗行星是一颗非常典型的超热木星。”这些行星受到其母星的强烈辐射。它们几乎和恒星本身一样。WASP-121b正被它的主星蒸发,所以我们可以看到金属原子从高层大气中逸出,在那里它们可以与行星的磁场相互作用。这为我们提供了一个观察和理解一些有趣的物理现象的机会。“

”热木星如此靠近它的母星是非常罕见的气候如此炎热的热木星更加罕见。虽然它们很罕见,但一旦你找到它们,每个人的注意力都会被吸引到它们身上。我们期待着在未来进一步探索这个“奇怪”的星球"

(插图:木星涡旋带资料来源:美国航天局)

WASP-121 b的这些观测是PanCET调查的一部分这是对20颗不同的外行星进行的第一次大规模紫外线、可见光和红外线对比研究,这些外行星的大小从“超级地球”(地球质量的几倍)到“木星”(地球质量的100多倍)不等

(插图:WASP-121b是一颗名为热木星的外行星,如高清209458b(艺术概念图)所示)这是一颗巨大的橙色系外行星,有类似木星的旋涡带。资料来源:美国宇航局通过研究WASP-121b和其他热木星,科学家可以更好地了解行星是如何失去其原始大气的。仍在形成的行星的大气通常由较轻的气体氢和氦组成,但是当一颗行星接近它的母星时,这些大气会被剥离。辛解释如下:

”热木星主要由氢组成。哈勃望远镜对氢非常敏感,所以我们知道这些行星很容易失去这些气体。”但是在WASP-121b的情况下,氢和氦像河流一样流出,将金属带走。这是一种非常有效的质量损失机制“

WASP-121b也是未来詹姆斯·韦伯空间望远镜观测的理想目标,该望远镜将能够探测大气中的水和二氧化碳,并有助于对大气中的所有化学元素进行更全面的分析。这些数据将帮助科学家更好地理解像热木星这样的行星是如何形成的,以及整个行星系统是如何形成的。

(插图:左边是一颗类似太阳的恒星,右边是一颗椭圆形足球形状的外行星这是艺术家对WASP-121b的概念性观点,天文学家称之为“重金属”系外行星。地球的温度如此之高,以至于镁和铁的气体——所谓的“重金属”,因为这些元素的原子量高于氢或氦——正从大气中逸出。与此同时,母星的引力继续影响着行星及其大气层,将行星拉伸成一个足球形状。资料来源:美国宇航局)

摘要:WASP-121b是一颗罕见的热木星外行星。这颗行星的温度非常高,并且非常接近它的母星,这导致大气中的重金属气体被剥离,并且它正在伸展成一个足球形状。

参考

1。维基百科全书

2。天文术语

FY: baa

作者:保罗·斯科特·安德森

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