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什么是热木星这与我们的木星有什么不同

来源:水星 时间:2022/9/12

画家认为,“热木星”的构想是环绕其恒星的紧密轨道。不过,如今,科学家公布了一项关于“热木星”的新指南。热木星轨道本月,天文学家宣称,科学家在此发现了一种可以帮助科学家研究热木星的新仪器。他们把它叫做“野外指南”。现在我们所知道的超过个系外行星,其中有数百个环绕在遥远星系周围的行星是热木星。该研究在《自然》期刊上刊登。亚利桑那大学天文学家,梅根·麦菲尔德是该团队的负责人。

热木星是什么?如果你想像木星以外的炽热星球,你会联想到大质量和短程循环。我们通常会把它们看作是我们太阳系中最大的行星——木星。我们的木星是我们太阳系中其它行星的总和,是地球的倍。在我们的太阳系之外,一颗位于银河中的遥远的、炽热的木星,其重量约为木星的1/3至10倍。如果物质的质量较高,其内部的温度和压力将会足够高,从而引发氘的融合。这种天体不再叫做行星,它只是一颗棕矮星。另外,热木星的另一个特点是它的环绕恒星运行的周期非常短。我们的木星是我们太阳系中排名第五的行星,位于地球的轨道之外,同时也远离了小行星带。木星绕着太阳运行一圈要花十二年的时间。而热木星则以1.3个地球日的速度运行。此外,他们的活动范围也许会超过天。因此它们非常接近恒星,因此它们非常的炎热。

新的研究首次涉及到了热木星。之前的研究仅仅是试图把视线集中到类似于木星的行星上,而哈勃望远镜则对这些恒星发出的光谱进行了测量。它涉及到了其它一些世界的重大问题。我们无法亲眼见到它们。我们抬头看那些星星,它们就会被星光吞没。大多数的热木星是在它们穿过它们的恒星进行交叉时被发现的,因此使它们的光线变得黯淡。正如麦斯菲尔德所言,这些系统、恒星和热木星离得如此之近以至于我们无法分辨出单个恒星与其小行星。我们只能看见一小块,两种光源的组合。

因此,对热木星的光谱进行测量,本身就是一项了不起的成就。这是天文学家们希望了解行星的重要工具。他们是怎么做到的?研究人员使用了一种叫做“二次日蚀”的技术,这个星球没有在其恒星的前方,而在其后方飞行,从而可以更好地观测到大气层,并对其结构和化学组成有更多的认识。在二次日蚀中,天文学家反复观测到行星绕着它们的恒星运行轨迹。正如麦斯菲尔德所说:我们主要是测量从行星和它的恒星发出的光线,并把这个结果与我们观测到的行星隐藏在恒星背后的情况相比较。这样我们就能把星星的能量减少,把那些由星球散发出来的光线隔绝开来,虽然我们不能直接看见它们。

84颗星球的温度和组成都有不同的颜色和质地。这幅的图片展示了一颗炎热的木星,它的温度和成分在一天之内会改变。就像你看到的,这些都不一样。月蚀资料为热木星提供了一些线索研究人员希望能更好地了解解热木星大气层中的热量。最后,二次月蚀技术为我们提供了资料,使研究人员能够对各个星球的温度和气压进行独立的分析。此外,我们还对一种近红外光进行了分析,这是一种能够显示出地球大气层中的吸收情况的红外光线。其实这个实验和我们的指纹学很像,每个原子或者分子都有自己的结构。一开始,研究者可以通过观测各种波长来测定每个星球的大气层组成。麦斯菲尔德说:从一定意义上说,我们是用分子来探测热木星的大气层,并用我们所观测到的光谱来了解大气层的构成和大气层的构造。

一座砖房前面,站着一位戴着眼镜、留着长长的黑发的女士。亚利桑那大学梅根·麦斯菲尔德领导了这一新的实地指导。理论模式对热木星的研究并不限于从月蚀中获得的资料。研究人员也利用电脑模拟了地球大气层内的物理过程。所有的观察资料都用于对比。实验结果表明,所得到的结论非常接近。总体上,这个成功的成果证明了之前的理论模式是对的。那么,会发生什么?结果显示,在大部分时间里,热木星是很类似的。总体而言,它们具有类似于水、一氧化碳这样的分子组成,但也有较小数量的其它分子。惟一的显著差异是分子的相对数目。同时,科学家还发现,在热木星上,其对大气的吸收特性也有细微的差别。麦斯菲尔德相信:总体而言,这个发现暗示着我们对这颗星球进行化学改变的可能性很大。同时,每个星球都有自己独特的化学成分,这会对我们的观察产生影响。

异域灼热的世界通常情况下,热木星与木星有一些相似之处,但是它们也是独一无二的外星球。我们太阳系中没有一颗大行星离太阳这么近。然而,在我们的银河中,这样的事情却是司空见惯的。大约十个恒星中就有一个热木星,而且大多数已经被发现,主要是因为热木星比岩石和气态行星更容易被发现。我们所知道的木星的体积是木星的1/10(被称作超级木星)

在黑色的背景上,有明亮的云和斑纹。这是一个大气层模拟的超级木星HDb。美国国家航空航天局的Piszer天文望远镜为仿真数据提供了依据。照片来自美国宇航局/JPL-Caltech/UniversityArizona热木星的行为与其他行星有很大的区别,这是由于它的轨道与其恒星的距离很近,通常要比水星更接近。在热木星上,一年也就是几个小时。将来的观察指导在今后几年中,这个指导方针将会为新发现的热木星提供宝贵的资料。詹姆斯·韦伯天文台于十二月十八日升空,它将会对火星进行更近距离的观察。麦斯菲尔德说:“我们对行星的形成仍然一无所知,但我们要研究的方法之一就是观察这些热木星的大气层和它们的形成过程。”利用哈勃观测资料,我们能了解吸水的发展趋势,但在探讨整个大气成分时,我们还想要观察到更多的分子,例如一氧化碳和二氧化碳。将来,詹姆斯·韦伯将为我们提供一个观察它们的机会。

法国南希天文台的LOFAR(NenuFAR)新的扩展计划将有助于我们更好地观测到火星。通过观察它们的磁场,我们可以观察到它们的内部。巨大的卫星,有许多金色的六角形,悬浮在空中。

詹姆斯·韦伯将于十二月十八日升空,它将对热木星进行更深入的研究。图片来自美国宇航局关于太阳系外行星的研究在这篇文章中,我们还提到了一些关于太阳系之外的科学:为了证实我们的猜测,对系外行星的组成进行了更准确的分析,这将有助于我们对过去25年来不同星球的大气层的形成和发展过程进行研究。除此之外,天文学家还为热木星制定了一个关于太阳系外行星的指导,这个巨大的、炽热的星球,它的轨道非常靠近它们的恒星。哈勃的观察和理论模型的结合使我们以前的工作得到了极大的拓展

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