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有水?三颗罕见系外行星难倒天文学家 质量非常轻宛如“棉花糖”

2019-12-28 11:40 前瞻网   

 

有水?三颗罕见系外行星难倒天文学家 质量非常轻宛如“棉花糖”

图片来源:NASA, ESA, and L. Hustak, J. Olmsted, D. Player and F. Summers (STScI)

如果你需要更多的证据来证明宇宙总是令人困惑,那么,科学家们刚刚公布了一种奇怪的系外行星的新信息,这种行星非常轻,其密度与棉花糖差不多。

根据欧洲航天局的一份新闻稿,分析这些超轻世界的科学家们给它们起了个绰号“超级泡泡”,来自哈勃太空望远镜的新数据表明了它们可能是如何形成的。

科学家们在本世纪初首次发现了这些充满气体的泡泡球——NASA于2012年在开普勒51系统中发现了它们,而天文学家在两年后才意识到它们发出的光有多么异常。

具体来说,这三颗系外行星和木星差不多大,但是质量只有木星的百分之一。

它们的大气如何以及为什么会向外膨胀仍是未知的,但这一特性使“超级泡泡”成为大气研究的首要目标。利用哈勃望远镜,研究小组去寻找组成成分的证据,特别是水,藏在大气中的行星,被称为开普勒-51 b和51 d。天文学家推断出大气层吸收的红外光的数量。这种类型的观测使科学家能够寻找行星化学成分的蛛马马迹,比如水。

天文学家们希望利用哈勃望远镜扫描这些“超级泡泡”的大气层,寻找水资源。但他们没有发现任何迹象,部分原因是由于云层太厚,无法进一步观察。

“这完全出乎意料,”科罗拉多大学博尔德分校的研究员杰西卡·利比-罗伯茨在新闻稿中说。“我们本打算观察大的吸水特征,但它们就是不存在。我们被云遮住了!”

对于这些迷一般轻的系外行星,最近,研究小组得出结论,这些行星的低密度部分是由于系统太年轻造成的,与我们46亿年前的太阳相比,它只有5亿年的历史。模型显示,这些行星形成于恒星的“雪线”之外,这是冰物质可能存在的轨道区域。然后行星向内迁移,就像一列火车车厢。

现在,随着行星离恒星越来越近,它们的低密度大气层将在未来几十亿年内蒸发到太空中。利用行星演化模型,研究小组得以证明,离恒星最近的行星开普勒-51 b终有一天(十亿年后)会看起来像一个更小、更热版本的海王星。海王星是一种在银河系中相当常见的行星。然而,离恒星较远的开普勒-51 d看起来将继续是一颗低密度的奇怪行星,尽管它会缩小并失去一些大气。

好消息是,对于确定这两个行星的大气成分来说,一切都没有白费。美国国家航空航天局即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜,由于其对较长红外波长的光的敏感度,可能能够透过云层窥视。未来用这台望远镜进行的观测可以让我们了解这些棉花糖行星到底是由什么构成的。在那之前,这些行星仍然是一个甜蜜的谜。

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责任编辑: 3976DBC

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