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从热木星WASP-121b看到的富含金属的气体流动

前沿科技 2019-08-10 10:08:59

WASP-121b比木星大两倍,质量大1.2倍。这颗行星于2016年发现,距离Puppis星座有881光年远。它的气氛非常炎热,铁和镁等金属蒸发并逃离了行星的引力。

热木星是气体巨人,轨道周期不到10天。短时期意味着这些行星非常接近它们的恒星,通常小于0.1 AU,是地球与太阳之间距离的十分之一。

通常情况下,它们内部仍然很冷,可以将金属凝结成云。但WASP-121b的情况并非如此,它的轨道如此危险地接近它的恒星,它的高层大气达到了炽热的4,600华氏度(2,538摄氏度) - 大约是任何已知行星大气的10倍。

约翰斯·霍普金斯大学的David Sing博士及其同事在NASA / ESA哈勃太空望远镜上使用太空望远镜成像光谱仪(STIS)在紫外线(UV)光中搜索通过WASP-121b瞄准星光过滤的镁和铁的光谱特征。当这颗行星在它的主星面前经过或过去时的气氛。

“热木星主要由氢气组成,哈勃对氢气非常敏感,因此我们知道这些行星相对容易失去气体,”Sing博士说。

“但就WASP-121b而言,氢气和氦气正在流出,几乎像一条河流,并且随着它们拖着这些金属。这是一种非常有效的质量损失机制。“

“之前在其他热木星中已经看到过重金属,但只有在低层大气中,”他补充道。

“所以你不知道他们是否逃跑了。使用WASP-121b,我们看到镁离子和铁气远离地球,它们不会受到重力束缚。

“主星的紫外线比太阳更明亮,更热,它会加热高层大气并导致其逃逸。此外,逃逸的镁和铁气可能导致温度飙升,“他说。

“这些金属会使大气中的紫外线更加不透明,这可能有助于高层大气的加热。”

炙手可热的行星离它的恒星非常近,以至于被恒星的引力撕裂了。

这种拥抱距离意味着由于引力潮汐力,行星是足球形的。

“我们选择这个星球是因为它非常极端,”Sing博士解释说。

“我们认为我们有机会看到更重的元素逃逸。它非常热,非常有利于观察,它是发现重金属存在的最好机会。“

“我们主要是寻找镁,但在其他系外行星的气氛中有一丝铁。然而,令人惊讶的是,在远离地球的数据和如此高的海拔高度中如此清晰地看到它。“

“重金属逃逸的部分原因是因为这颗行星如此庞大而浮肿,其重力相对较弱。这是一个正在积极剥夺其大气层的行星。“

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