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天文学家在比地球大四倍的系外行星上发现水蒸气
信息来源:科技网 发布时间:2014-9-26 访问量:409

天文学家在一系外行星上发现水蒸气

科技日报讯 美国马里兰大学的天文学家在一个太阳系外的行星大气中发现水蒸气和氢气,该行星比地球大4倍,位于天鹅座,离地球约124光年、几乎729万亿英里。对于了解太阳系外行星而言,这一发现标志着科学家已经能够确定最小行星大气中的一些化学成分。该研究成果刊登在9月25日的《自然》杂志上。

据物理学家组织网9月24日报道,研究人员利用当一颗行星经过其恒星前面时发生的急转光发现了水蒸气。该行星大气层里的物质吸收了一些恒星的光线,使得这颗行星看起来更大,类似于我们的太阳在日落的余晖中显得更大一样。通过绘制系外行星大小的变化,将其与该望远镜观察到的电磁辐射波长关联,天文学家得到一个曲线图,显示这颗行星的大气吸收了多少恒星的辐射。该图的形状称为透射光谱,可以揭示在大气中存在哪些化学物质。

行星越大,在经过其恒星的过程中大小的变化越明显。天文学家已经用这种独特的方法描述过几个巨大行星的大气,以及太阳系中木星的大小。在这项研究中,该团队要分析较小行星的大气成分。

该团队选择的行星HAT P-11b,是由匈牙利制造的自动望远镜(HAT)发现的。它约是地球半径的4倍,地球质量的26倍。相比于太阳系的行星,这颗星的大小最接近海王星。但它在距离上更接近其恒星,因此热得多,约有878开氏度(1120华氏度)。它可能有一个岩石芯,被包裹在约90%厚的氢气膜中。其高空的大气层晴朗无云,但该研究团队发现,它含有水蒸气的信号。

因为水是生命存在的前提,天文学家们热衷于在系外行星上寻找水。水分子广泛存在于宇宙之中。只要有氢气和氧气,即会自然形成,甚至有些太阳黑点冷却后也含有水蒸气,当然它在阳光下对于生命来说过于炎热。

但水在太阳系巨大行星的大气之外结冰,很难将其观测到。更近且更小的行星、火星、金星和地球,在其早期演化时有了水,虽然只有地球在表面保持液态水。天文学家认为,行星越小,像水蒸气这样较重的分子越有可能随着氢气而丰富。

研究人员解释道,他们要测试的基本问题是小型行星在水蒸气里的氧是否丰富。在HAT P-11b上发现水蒸气和氢气是拼图中的关键一块,符合天文学家关于行星形成的主要观点。

(华凌)