系外行星的失蹤水被發現了嗎?

新結果可能解決最近未在遙遠“熱木星”上發現水的測量結果

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一項新的分析顯示,一顆類似木星的熱行星圍繞遙遠的恆星執行,其大氣層中含有水。三組天文學家在二月份報告說,他們無法探測到來自太陽系外一對氣態行星的光線中的水蒸氣,儘管理論預測那裡應該存在水蒸氣。

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現在,亞利桑那州弗拉格斯塔夫洛厄爾天文臺的天文學家特拉維斯·巴曼表示,他透過分析穿過其中一顆行星(名為 HD 209458 b)大氣層的光線,找到了失蹤的水。“這真的沒什麼令人驚訝的,”巴曼說,因為此類行星大氣模型的預測表明應該混合有水。“找到它只是讓我們確信我們知道自己在做什麼。”


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巴曼再次查看了哈佛大學天文學家收集的哈勃太空望遠鏡資料,他們測量了 HD 209458 b 在其圍繞恆星 3.5 天軌道的最寬部分時發出的光。他們確定了該行星在 10 個不同波段(從 300 奈米紫外光到 1000 奈米紅外線)的半徑。其大氣層吸收每個波段的量都不同,因此該行星在某些波長下看起來比在其他波長下更大。

“我能夠模擬星光穿過系外行星,”巴曼說,因此,他知道水會吸收多少光。他檢查了 900 到 1000 奈米之間的波長,果然,他看到了水分子存在的痕跡,他在一篇即將發表在《天體物理學雜誌》上的論文中報告說。“它們增加的不透明度使[行星]看起來大約大 1%,”他說。

二月份報告的觀測結果是來自行星面向恆星一側的紅外光。巴曼說,日光的熱量可能已經均勻地烹飪了整個大氣層,這減少了大氣分子對光的吸收。他說,掠過行星邊緣(白天與黑夜交匯的地方)的星光沒有這個問題。

“我發現這非常有說服力,”美國宇航局艾姆斯研究中心(位於加利福尼亞州莫菲特菲爾德)的行星科學家喬納森·福特尼說,他也對系外行星的大氣層進行了建模,現在已知有 100 多個系外行星。“這是一個與早期研究完全不同的資料集”,他補充說,早期研究的執行具有挑戰性。“[他們]完成了這項工作真是太好了,但它有點零散。”

福特尼說,這個結果很重要,因為“我們希望能夠了解其他恆星周圍所有行星的大氣層。……當我們轉向更小、更接近地球大小的物體時,看看我們對這些系外行星的瞭解程度將會非常令人興奮。……這是朝著漫長道路邁出的第一步之一。”

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