牛津大學(xué) | 詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的新數(shù)據(jù)揭示了一種前所未見(jiàn)的系外行星大氣層
指南者留學(xué)
2022-11-25 00:03:58
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<p>該望遠(yuǎn)鏡的高靈敏度儀器陣列被訓(xùn)練在一顆名為WASP-39 b的“熱土星”的大氣層上,這顆行星的質(zhì)量與土星相當(dāng),圍繞著一顆約700光年遠(yuǎn)的恒星運(yùn)行,該行星名為WASP-39 b。一個(gè)包括來(lái)自50多個(gè)不同機(jī)構(gòu)的100多名科學(xué)家的國(guó)際團(tuán)隊(duì)分析了這些數(shù)據(jù)。</p>
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<p>在這些前所未有的發(fā)現(xiàn)中,有一項(xiàng)是首次在系外行星大氣中探測(cè)到二氧化硫,這是一種由行星母星的高能光引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的分子。在地球上,上層大氣中具有保護(hù)作用的臭氧層也是以類(lèi)似的方式形成的。</p>
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<p>新的讀數(shù)還揭示了大氣中活躍化學(xué)物質(zhì)的跡象。“這是我們第一次在系外行星上看到光化學(xué)的具體證據(jù)——高能恒星光引發(fā)的化學(xué)反應(yīng),”牛津大學(xué)物理系蔡尚民博士說(shuō),他是二氧化硫分析的主要作者。“我認(rèn)為這是一個(gè)非常有前途的前景,可以用JWST推進(jìn)我們對(duì)系外行星大氣的理解。”</p>
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<p>韋伯還以更高的分辨率觀測(cè)到了二氧化碳,提供的數(shù)據(jù)是之前觀測(cè)報(bào)告的兩倍。韋伯望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到的其他大氣成分包括一氧化碳、鈉、鉀和水蒸氣,證實(shí)了之前太空和地面望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果,并發(fā)現(xiàn)了此前從未見(jiàn)過(guò)的波長(zhǎng)更長(zhǎng)的其他水特征。</p>
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<p>系外行星大氣中化學(xué)成分的完整名冊(cè)使研究人員能夠估計(jì)不同元素之間的豐度,如碳氧比或鉀氧比。這將有助于我們了解這顆行星——或許還有其他行星——是如何在年輕時(shí)從母星周?chē)臍怏w和塵埃盤(pán)中形成的。</p>
<p><br />物理學(xué)副教授Vivien Parmentier(牛津大學(xué)物理系),分析中所有五項(xiàng)研究的合著者,說(shuō):“通過(guò)探測(cè)二氧化硫,我們第一次在系外行星的大氣中接觸到硫原子。”再加上對(duì)二氧化碳和水的探測(cè),讓我們能夠接觸到碳原子,這讓我們對(duì)地球的構(gòu)成元素有了更全面的認(rèn)識(shí)。”</p>
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<p>wasp - 39b的化學(xué)物質(zhì)清單表明,它曾被稱(chēng)為星子的大型巖石體嚴(yán)重轟擊,隨著時(shí)間的推移,這些天體使其大氣中的巖石物質(zhì)豐富起來(lái)。數(shù)據(jù)還表明,大氣中的氧比碳豐富得多,這表明wasp - 39b最初是在遠(yuǎn)離中心恒星的地方形成的。</p>
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<p>作為第一個(gè)JWST項(xiàng)目的一部分,這些觀察結(jié)果立即公開(kāi),使來(lái)自世界各地的科學(xué)家參與了非常廣泛的社區(qū)努力。貢獻(xiàn)作者杰克·泰勒博士(物理系)說(shuō):“參與這個(gè)致力于提升早期職業(yè)研究人員的社區(qū)努力是非常令人振奮的。”開(kāi)放科學(xué)的方法帶來(lái)了一種透明和合作的文化,我們希望這種文化能延續(xù)到JWST時(shí)代。”</p>
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<p>這些數(shù)據(jù)是使用JWST的三種儀器(NIRSpec、NIRCam和NIRISS)捕獲的,這三種儀器使用紅外光檢測(cè)在可見(jiàn)光下無(wú)法檢測(cè)到的化學(xué)指紋。為了看到來(lái)自wasp - 39b的光,JWST跟蹤了這顆從其恒星前面經(jīng)過(guò)的行星,讓恒星的一些光穿透行星的大氣層。大氣中不同類(lèi)型的化學(xué)物質(zhì)吸收不同顏色的星光,因此產(chǎn)生的光譜表明存在哪些分子。</p>
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<p>除了牛津大學(xué),其他參與分析的英國(guó)機(jī)構(gòu)還有布里斯托大學(xué)、??巳卮髮W(xué)、萊斯特大學(xué)和華威大學(xué)。</p>
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<p>關(guān)于WASP-39 b的新研究有:</p>
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<p>系外行星大氣光化學(xué)的直接證據(jù)(蔡尚民博士領(lǐng)導(dǎo))</p>
<p><br />用JWST NIRCam對(duì)系外行星WASP-39b的早期發(fā)布科學(xué)</p>
<p><br />JWST NIRISS早期發(fā)布的WASP-39b系外行星科學(xué)</p>
<p><br />JWST NIRSpec G395H對(duì)系外行星WASP-39b的早期發(fā)布科學(xué)研究</p>
<p><br />利用JWST NIRSpec棱鏡對(duì)系外行星WASP-39b的早期發(fā)布科學(xué)</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p>
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