【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】一个国际科学家小组利用美国宇航局/ESA哈勃太空望远镜研究了热外行星WASP-39b的大气层。通过将这些新数据与更早的数据结合起来创造了迄今为止最完整的一项系外行星大气层的研究。WASP-39b的大气成分表明，系外行星的形成过程可能与我们自己的太阳系巨行星的形成过程非常不同。研究外行星的大气层可以为行星在恒星周围的形成和位置提供新的视角。自美国的太空望远镜科学研究所的英国埃克塞特大学的首席研究员汉娜·韦克福德解释说：需要向外看以帮助我们了解我们自己的太阳系。
一个由英国和美国的天文学家组成的团队，在地面和太空中使用了数个望远镜的数据，其中包括美国宇航局/ESA哈勃太空望远镜，他们研究了从地球上约700光年外的热的、膨胀的、土星质量的外行星WASP-39b的大气。对光谱的分析显示，这颗系外行星的大气中有大量的水——比土星大气的三倍还多。图片版权：NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)
因此，英美团队将NASA/ESA哈伯太空望远镜的能力与其他地面和太空望远镜的能力结合起来，进行了一项关于外行星WASP-39b的详细研究。他们用现代技术制造出了太阳系外行星的最完整的光谱。WASP-39b围绕一颗类似太阳的恒星运行，距离地球约700光年。这颗系外行星被归类为“热土星”，反映出它的质量与我们太阳系中的土星相似，并且与它的母星接近。这项研究发现，尽管这两颗行星质量相似，但在很多方面都有很大的不同。WASP-39b不仅不知道有环系统，而且它还有一个没有高空云的蓬松的大气层。这一特性使得哈勃能够深入到大气中。
通过对行星大气层的星光过滤，研究小组发现了大气水蒸汽的明显证据。事实上WASP-39b的水是土星的三倍。尽管研究人员曾预测他们会看到水蒸汽，但他们对发现的数量感到惊讶。这一令人惊讶的结果，与水的丰度相结合，可以推断出大气中存在大量较重的元素。这反过来又表明，这颗行星受到了大量聚集在大气层中的冰物质的轰击。如果WASP-39b在距离它的主星更远的地方比现在更远离它，这种轰炸是可能的。英国埃克塞特大学的合著者David Sing说：WASP-39b显示系外行星充满了惊喜，它们的组成与我们太阳系的不同。
对大气成分和地球当前位置的分析表明，WASP-39b极有可能经历了一场有趣的向内迁移，从而在其行星系统上进行了一次史诗般的旅程。系外行星的研究表明，行星的形成比我们想象的要复杂和混乱。WASP-39b已经完成了令人难以置信的内部旅程，现在距离它的母星WASP-39的距离是水星的8倍，而水星离太阳只有4天的距离。这颗行星也被潮汐锁定，这意味着它总是向它的恒星展示同样的一面。Wakeford和她的团队测量了WASP-39b的温度，将其温度定为750摄氏度。尽管地球上只有一边的恒星面临着它的母星，强大的风将热量从地球的光明面传送出去，保持黑暗的一面几乎是热的。
大卫·辛解释说：希望我们在系外行星上看到的这种多样性能帮助找到行星形成和演化的所有不同方式。展望未来，该团队希望利用NASA/ESA/CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜——计划于2019年发射——捕捉到更完整的WASP-39b大气光谱。詹姆斯韦伯将能够收集关于地球大气碳的数据，它吸收了比哈勃望远镜更长的波长。韦克福德总结道：通过计算大气中碳和氧的含量，我们可以更了解地球是如何形成的。
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内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：ESA/Hubble Information Centre
编译：中子星
审校：博科园
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