GRAVITY使用光學(xué)干涉測量法揭示暴風(fēng)雨HR 8799e的細(xì)節(jié)

ESO的GRAVITY儀器是安裝在超大望遠(yuǎn)鏡干涉儀上的第二代成像儀器，它使用稱為光學(xué)干涉測量的光組合技術(shù)首次直接觀察了太陽系外行星。這種創(chuàng)新的方法揭示了HR 8799e的復(fù)雜的外行星大氣層，這是一顆超級木星繞著年輕的主序星HR 8799旋轉(zhuǎn)。

HR 8799是一顆長達(dá)3000萬年的恒星，距離地球大約129光年，位于Pegasus星座。

這顆恒星是一個系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)還包含一個巨大的碎片盤和四個巨型系外行星：HR 8799b，c，d和e。

與從數(shù)據(jù)分析推斷出的大多數(shù)系外行星發(fā)現(xiàn)不同，HR 8799行星可以直接從地球上看到。

HR 8799b，c和d于2008年11月在夏威夷使用Keck和Gemini望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)。

2009年和2010年的進(jìn)一步觀測揭示了第四顆行星，HR 8799e，大約是木星質(zhì)量的10倍。

它的軌道距離人力資源8799的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地球距離太陽的14.5倍，并且需要大約45年的時間才能繞恒星運行。

這個星球是完全不適合居住的 - 其形成的剩余能量和強大的溫室效應(yīng)將HR 8799e加熱到1611華氏度(877攝氏度)的惡劣溫度。

“今天的結(jié)果揭示了HR 8799e的新特性，需要一種具有極高分辨率和靈敏度的儀器，”巴黎觀測天文學(xué)家Sylvestre Lacour及其同事說。

“ GRAVITY可以使用ESO的超大望遠(yuǎn)鏡的四單位望遠(yuǎn)鏡一起工作，使用一種稱為干涉測量的技術(shù)來模擬一個更大的望遠(yuǎn)鏡。”

“這創(chuàng)造了一個超級望遠(yuǎn)鏡 - 超大望遠(yuǎn)鏡干涉儀 - 收集并精確地解開了來自HR 8799e大氣層的光線和來自其母星的光線。”

該團(tuán)隊的測量結(jié)果能夠揭示HR8799e大氣的成分。

“我們的分析表明，HR 8799e的氣氛中含有的甲烷大于甲烷 - 這是平衡化學(xué)所不能達(dá)到的，”Lacour博士說。

“我們可以用大氣中的高垂直風(fēng)來解釋這一令人驚訝的結(jié)果，防止一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲烷。”

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)HR 8799e的大氣層還含有鐵和硅酸鹽塵埃云。

當(dāng)與過量的一氧化碳結(jié)合時，這表明地球的大氣層正在進(jìn)行巨大而猛烈的風(fēng)暴。

“我們的觀察結(jié)果顯示，從內(nèi)部照射出一團(tuán)氣體，溫暖的光線在暴風(fēng)雨的烏云中旋轉(zhuǎn)，”Lacour博士說。

“對流在硅酸鹽和鐵顆粒的云層周圍移動，這些顆粒分解并下降到內(nèi)部。這描繪了出生時巨型系外行星的動態(tài)氣氛圖，經(jīng)歷了復(fù)雜的物理和化學(xué)過程。“