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韋伯望遠鏡在奇異的系外行星大氣層中嗅到臭雞蛋

2024-07-09科學

HD 189733 b的概念圖,這是離地球最近的熱木星。

羅伯托·莫拉爾·坎達諾薩/約翰霍普金斯大學

詹姆士·韋伯太空望遠鏡仔細研究了一顆著名的系外行星的大氣層,該系外行星會下雨。

這顆巨大的行星被稱為HD 189733b,是一個洶湧的地獄,因為它離恒星的距離是水星距離太陽的13倍。它的溫度接近 2,000 華氏度,狂風超過每小時 5,000 英裏。

但多虧了強大的韋伯,天文學家發現了這個奇怪世界的一個令人驚訝的新細節:它臭得很厲害。望遠鏡捕捉到了硫化氫瓦斯的痕跡,這種瓦斯使臭雞蛋具有可怕的氣味 「硫化氫是一種我們不知道存在的主要分子。我們預測它會,我們知道它在木星,但我們還沒有真正在太陽系外檢測到它,「約翰霍普金斯大學的主要作者和天體物理學家傅光偉說。

HD 189733 b自2005年被發現以來,一直是大氣表征的基準行星。 羅伯托·莫拉爾·坎達諾薩/約翰霍普金斯大學

這顆行星的大氣評估

太陽系外的行星是極其奇異的世界。2005年,這顆鈷藍色的星球被發現,與地球的色調相似。

然而,進一步的分析揭示了一個敵對的現實——過熱的風以 七倍 音速將液態矽酸鹽玻璃推向一邊。

從天文學的角度來看,它是迄今為止發現的最接近的熱木星之一——距離地球只有64光年。這種接近性使它成為研究 系外行星 大氣的主要候選者。它在不到兩個地球日的時間內完成了圍繞其近母星的軌域。

韋伯的先進儀器為科學家提供了一種分析系外行星大氣的新方法。

有趣的是,探測硫化氫的微弱特征有助於研究人員了解其大氣中的整體硫含量。雖然這顆行星絕對不適合生命存在,但硫磺的發現是一件大事。

「硫是構建更復雜分子的重要元素,並且 - 像碳,氮,氧和磷酸鹽一樣 - 科學家需要對其進行更多研究,以充分了解行星是如何形成的以及它們是由什麽組成的,」傅說。

傅的團隊並沒有僅僅找到硫磺。他們更進一步,準確地量化了為地球氧氣和碳迴圈提供動力的關鍵元素:水、二氧化碳和一氧化碳。

重金屬的存在

該研究還揭示了HD 189733b的其他方面。

韋伯發現了重金屬的證據,這可以幫助行星科學家了解行星品質和成分之間的聯系。

在我們的太陽系中,像海王星和天王星這樣的冰冷巨行星比木星和土星等氣態巨行星更小,含有更多的金屬。作者強調,這種差異表明,當我們的太陽系是一團旋轉的雲時,冰冷的巨人在形成過程中抓住了更多的巖石和冰。

科學家們現在想知道這種趨勢是否適用於其他太陽系的行星。「現在我們有了這項新的測量結果,表明它所具有的金屬濃度確實為研究行星的成分如何隨其品質和半徑而變化提供了一個非常重要的錨點,」傅解釋說。

「這些發現支持了我們對行星如何形成的理解,在最初的核心形成後透過創造更多的固體物質,然後用重金屬自然增強。

韋伯 的數據還顯示,正如之前假設的那樣,這顆行星的大氣層缺乏高甲烷濃度。甲烷的缺乏可能是由於其炙熱的環境。

在HD 189733 b上嗅出硫後,該團隊還計劃在其他系外行星上尋找它。根據 新聞稿 ,該團隊對行星的硫豐度如何與它與灼熱的母星的接近程度有關特別感興趣。

研究結果已發表在 【自然 】雜誌上。