在熱木星WASP-121b周圍探測(cè)到平流層

由埃克塞特大學(xué)天文學(xué)家湯姆埃文斯博士領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組在超高溫氣體巨頭WASP-121b上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)含有水和可能的釩和鈦氧化物的平流層。

天文學(xué)家在2016年WASP-South調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，WASP-121b比木星大1.87倍，質(zhì)量大1.18倍。

它的主星WASP-121(TYC 7630-352-1)是一顆活躍的F6型主序星，大約是太陽的1.5倍。

WASP-121系統(tǒng)距離Puppis星座881光年遠(yuǎn)。

WASP-121b是一個(gè)所謂的“熱木星”，僅需1.3天就可以繞WASP-121飛行。它與母星非常接近，如果它離得更近，那么恒星的引力會(huì)開始撕裂它。

天文學(xué)家估計(jì)這顆行星的溫度大約為4,600華氏度(2,500攝氏度)，足以使某些金屬沸騰。

之前的研究發(fā)現(xiàn)WASP-33b以及其他一些熱木星可能存在平流層的跡象。

發(fā)表在“ 自然 ”雜志上的這項(xiàng)新研究提供了最好的證據(jù)，因?yàn)樘煳膶W(xué)家第一次觀察到了熱水分子的特征。

美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心的共同作者馬克馬利博士說：“這一結(jié)果令人興奮，因?yàn)樗砻魈栂抵写蟛糠执髿鈱拥墓餐卣?- 溫暖的平流層 - 也可以在系外行星大氣層中找到。”

“理論模型表明，平流層可能定義了一類獨(dú)特的超熱行星，對(duì)其大氣物理和化學(xué)具有重要意義。我們的觀察支持這張圖片，“埃文斯博士說。

為了研究WASP-121b的平流層，該小組利用NASA / ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和NASA斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡上的紅外陣列攝像機(jī)觀察了該行星的二次日食。

研究人員分析了平流層中不同分子對(duì)特定波長(zhǎng)光的反應(yīng)。

“例如，行星大氣中的水蒸氣以可預(yù)測(cè)的方式響應(yīng)特定波長(zhǎng)的光線，取決于水的溫度，”他們解釋說。

“星光能夠深入到行星的大氣中，在那里它會(huì)升高那里的氣體溫度。然后，這種氣體將熱量作為紅外線照射到太空中。“

“但是，如果大氣頂部有較冷的水蒸氣，水分子會(huì)阻止這些光的某些波長(zhǎng)逃逸到太空。但如果大氣頂部的水分子具有更高的溫度，它們將以相同的波長(zhǎng)發(fā)光。“

“來自水的光的發(fā)射意味著溫度隨著高度的增加而增加，”共同作者，美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Tiffany Kataria博士說。

在地球的平流層，臭氧氣體捕獲來自太陽的紫外線輻射，從而提高了這層大氣層的溫度。其他太陽系天體也有平流層; 例如，甲烷負(fù)責(zé)在木星和土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六的平流層中加熱。

在太陽系行星中，平流層內(nèi)的溫度變化通常約為華氏100度(約56攝氏度)。

在WASP-121b上，平流層的溫度上升了1000華氏度(560攝氏度)。

天文學(xué)家還不知道什么化學(xué)物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致WASP-121b大氣層溫度升高。氧化釩和氧化鈦是候選物，因?yàn)樗鼈兂Ｒ娪诤职侵小?/p>

預(yù)計(jì)這些化合物僅存在于最熱的熱木星上，因?yàn)樾枰邷貋肀３炙鼈兲幱跉鈶B(tài)。