科学家第一次在系外热木星的天空发现氧化钛,这也是首次在目前已知所有系外行星中证实其存在!研究人员开心的说,这项花了 2 年时间进行的研究可改进天文学家建构的系外行星环境模型,也让人类越来越有机会找到第二个地球。
热木星(Hot Jupiters)亦称为焙烧炉行星(roaster planets)、超级木星(epistellar jovians),是一种系外气态巨行星。研究人员这次论文的主角“WASP-19b”是一颗位于船帆座的太阳系外热木星,因公转周期短而闻名,只有 18.932 小时,因此造成一颗行星的大气温度高达 2,000℃。
“WASP-19b”距离地球约 815 光年,质量相当接近木星(1.15 倍木星质量),但半径却比木星大上 1.31 倍(或 0.13 倍太阳直径),这使“WASP-19b”的体积相当于一颗低质量恒星。
来自欧洲南方天文台(ESO)的研究团队利用建造于智利的超大型望远镜(Very Large Telescope,缩写 VLT),花费整整 1 年时间收集从“WASP-19b”流泄出来到达地球的些微星光,再从这些庞大观测资料中分析数百万个光谱,测量不同波长的光通过大气时的相对变化,推断行星大气组成成分、温度、云雾属性,才得出一个严谨的结论:证实“WASP-19b”大气中有超吸热分子氧化钛(titanium oxide)存在。这项论文发表在《自然》期刊。
▲ 欧洲南方天文台的 VLT 超大型望远镜。(Source:By ESO (ESO) [CC BY 4.0], via Wikimedia Commons)
氧化钛在地球上很少见,目前已知普遍存在于较冷恒星(如温度低于 3,500K 的红矮星,在恒星光谱中,氧化钛谱线是最主要的谱线)大气。如果氧化钛存在“WASP-19b”这种热行星大气里,却会是造成大气极高温的主因。研究人员说,氧化钛(titanium oxide)分子的密度足以成为一个吸热器,如果量够多,可有效防止热量进入或逸出而形成逆温现象(thermal inversion):上层大气的温度比下层还高,就和地球的平流层一样,差别在于造成地球平流层逆温现象的主谋是臭氧。
在系外行星发现氧化钛的存在,有助于科学家建模更精确的行星环境。NASA 对这次研究表示,随着越来越多科学家检测到系外行星不同的大气成分,人类也越来越有机会找到第二个地球。即将发射的詹姆斯‧韦伯太空望远镜会不负众望,于附近星球寻找我们最熟悉的元素。
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(首图来源:欧洲南方天文台)