在这颗系外行星上,是否意外看到了氧化铝分子?

来自SRON荷兰空间研究所的天文学家在系外行星WASP-43b光谱中发现了氧化铝(AlO)的特征,这让人大吃一惊,因为氧化铝预计会隐藏在较低的大气层中,这只是天文学家第二次在系外行星的大气层中观察到这种分子,其研究结果发表在《天文学与天体物理学》期刊上。如果你认为火星或木星这样的行星很远,那就看看系外行星吧,它们才是真的远。

当你抬头仰望夜空,寻找距离我们最近的系外行星(一颗地球大小绕比邻星运行的行星),你还不如去寻找月球上的脚印更容易。这只是考虑到大小;系外行星亮度大约是它们主星亮度的十亿分之一。因此,天文学家大多使用间接观测方法来识别其他恒星周围的行星。寻找一颗行星在恒前面移动引起的恒星亮度下降,或者确定一颗恒星是否由于行星的引力而有轻微摆动。

为了检查系外行星大气的组成,天文学家测量它的光谱,相当于光线穿过大气层时印在星光上的条形码。来自SRON荷兰空间研究所的天文学家现在推断,系外行星大气层中出人意料地存在着氧化铝(Alo)。研究了系外行星WASP-43b,这是一颗木星大小的行星,在距离地球284光年的近轨道上围绕其主星WASP-43运行。氧化铝通常会隐藏在大气层深处,研究使用哈勃太空望远镜的红外线仪器看不见。

一个合乎逻辑的解释是,强风撼动了大气层,氧化铝出现在可以分析的大气区域非常令人兴奋,因为这真的是意想不到。这只是第二次有人在系外行星大气中看到一些证据。我们为什么会看到它,目前还是一个谜,因为在正在探测的区域的温度和压力下,预计不会出现这种情况。可以推测原因,其中包括存在从大气层下部吹起气体的强烈湍流。未来的望远镜,如詹姆斯·韦伯太空望远镜和Ariel(由SRON贡献)。

将让天文学家对WASP-43b等温暖的巨型系外行星有更多了解。这将帮助天文学家弄清氧化铝的存在是否广泛,从而了解更多关于这些行星的动力学和形成。研究利用贝叶斯反演软件Tau-Rex对热木星系外行星WASP-43b的哈勃空间望远镜广域相机3(HST WFC3)数据进行了重新分析。氧化铝在传播中具有高度统计学意义的证据(与扁平模型相比>5西格玛,与仅含水的模型相比>3.4西格玛)。

根据现有的HST WFC3数据或斯皮策太空望远镜IRAC数据,没有发现CO、CO2或CH4存在的证据。研究证明,在HST WFC3仪器覆盖的红外区域目前存在高温不透明度数据的所有分子中,氧化铝是符合数据最高置信水平的分子,并且在检索中包括Spitzer IRAC数据点进一步支持了氧化铝的存在。而且H2O是在这一区域发现唯一具有统计意义的另一种分子。

在观测数据正在探测的大气层温度和压力下,从平衡化学上看不到氧化铝的存在。因此,氧化铝的存在意味着一些与大气动力学有关不平衡过程的直接证据。


博科园|研究/来自:SRON荷兰空间研究所

参考期刊《天文学与天体物理学》

10.1051/0004-6361/201937267

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