重大突破：天文學家發現外行星大氣沒有雲

天文物理

關注看更多天文物理

群星璀璨、萬物有理

科學家們發現了一種沒有雲的系外行星大氣，這標誌著在探索太陽系以外的行星上取得重大突破。由埃克塞特大學的Nikolay Nikolov博士領導一個國際天文學家小組發現，「熱土星」WASP-96b的大氣層是無雲。

該研究小組在智利使用了歐洲820萬天文望遠鏡，研究了WASP-96b的大氣層。這使得研究小組能夠測量由行星和大氣層所引起的星光的減少，從而確定行星的大氣組成。就像一個人指紋是獨一無二的，原子和分子具有獨特的光譜特徵，可以用來探測它們在天體中的存在。

「熱土星」WASP-96b，遠處的觀測者會看到WASP-96b的藍色，因為鈉會吸收來自行星的全光譜的黃橙色光。圖片：Engine House

WASP-96b的光譜顯示了鈉的完整指紋，只能在沒有雲的大氣中觀察到。該研究結果於2018年5月7日發表在著名的研究雜誌《自然》上。WASP-96b是一個典型的1300K熱氣體巨星，與土星相似，體積超過木星的20%。地球周期性的凌日類太陽恆星在南天星座鳳凰980光年，介於南方珠寶北落師門(α南魚Austrini)和水委一(αEridani)。

長期以來，人們一直預測，在熾熱的氣體巨星系外行星的大氣中存在鈉元素，在無雲的大氣中，它會產生類似於露營帳篷形狀的光譜。Nikolay Nikolov，首席作者和埃克塞特大學的人說：我們已經觀測了超過20顆系外行星的傳輸光譜。

WASP-96b是唯一一顆完全無雲的系外行星，並顯示出如此清晰的鈉元素特徵，使行星成為表徵的基準。直到現在，鈉的發現要麼是一個非常窄的峰，要麼是完全缺失。這是因為特徵「形狀」輪廓只能在行星的大氣層深處產生，而對於大多數行星來說，雲層似乎擋住了它的方向。眾所周知，在一些最熱和最冷的太陽系行星和系外行星中存在著雲和冰雹。

雲層的存在或消失，以及它們阻擋光線的能力在行星大氣的整體能量預算中起著重要作用。來自加州大學聖克魯斯分校(UCSC)的另一個世界實驗室(OWL)研究員喬納森·j·福特尼(Jonathan J. Fortney)教授解釋道：很難預測這些熱空氣中哪一個會有厚厚的雲層。

通過觀察各種可能的大氣層，從多雲到幾乎無雲的WASP-96b，我們將會更好地了解這些雲是由什麼構成。在WASP-96b中看到鈉的特徵表明大氣中沒有雲。這一觀察結果使研究小組得以測量地球大氣中鈉的含量，發現與我們太陽系中發現的鈉含量類似。來自都柏林城市大學的恩斯特·德·莫伊赫(Ernst de Mooij)補充道：「WASP-96b還將為我們提供一個獨特的機會，來確定其他分子的丰度，比如水、一氧化碳和二氧化碳，以及未來的觀測結果」。

鈉是宇宙中最常見的元素之一。在地球上，鹽的化合物，如鹽，使海水有鹹味，在沙漠中有白色的鹽盤。在動物生活中，鈉可以調節心臟活動和新陳代謝。鈉也被用於技術，例如在鈉蒸汽路燈，在那裡它產生黃橙色光。研究小組的目標是觀察其他大氣物種的特徵，比如水、一氧化碳和二氧化碳，還有哈勃和詹姆斯韋伯太空望遠鏡以及地面上的望遠鏡。

博科園-科學科普｜參考期刊：自然｜來自：埃克塞特大學

其它內容請（微信公眾號：天文物理）回復：更多

即可獲得你不曾看過的精彩內容

於本文末留言評論、建議、發表觀點等

安卓+iOS App：博科園

點擊原文閱讀進入看博科園-科學圈邀請函

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！