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研究人员利用“蚪蚪蜗视频热木星”数据来挖掘太阳系外行星的化学成分

天文学与空间 2021-11-20 00:00:35

作者布莱恩·弗里兰德,康奈尔大学 在这幅艺术作品中,大气气体从“热木星”中消退,热木星是一颗木星大小的蛋形行星,其轨道靠近自己的太阳

康奈尔大学的天文学家开发了一种新的数学模型,用于确定系外行星不同部分的温度,而不是平均行星的温度

信用:马修·方德 康奈尔大学的天文学家在科学论文中发现了一个奇怪的模式——他们描述系外行星比预期的要冷——之后,他们改进了一个数学模型,以精确测量数百光年外太阳系行星的温度

根据4月23日发表在《天体物理学杂志快报》上的研究,这种新模型允许科学家收集外行星分子化学的数据,并获得宇宙行星起源的洞察力

天文学助理教授、卡尔·萨根研究所(CSI)副主任尼科尔·刘易斯(Nikole Lewis)注意到,在过去的五年里,科学论文描述的系外行星比理论模型预测的要冷得多

“这似乎是一种趋势——一种新现象,”刘易斯说

“系外行星一直比科学家预期的要冷

" 迄今为止,天文学家已经探测到超过4100颗系外行星

其中有“热木星”,这是一种常见的气态巨行星,总是围绕其主星运行

由于恒星压倒性的引力,炽热的木星总是有一面面对着它们的恒星,这种情况被称为“潮汐锁定”

" 因此,当炽热的木星一侧炙烤时,这颗行星的远侧温度要低得多

事实上,被潮汐锁定的系外行星的热面像气球一样膨胀,形状像鸡蛋

在几十到几百光年之外,天文学家传统上认为太阳系外行星的温度是均匀的——平均温度——这使得它看起来比物理学规定的要冷得多

根据首席作者瑞安·麦克唐纳的说法,太阳系外行星的温度——尤其是炽热的木星——可能会有几千度的变化,他是基督教科学国际的一名研究人员。他说,大范围的温度可能会导致行星不同侧面的化学性质完全不同

在仔细阅读了系外行星的科学论文后,刘易斯、麦克唐纳和研究助理贾耶什·戈亚尔解开了看似更冷的温度之谜:天文学家的数学是错误的

刘易斯说:“当你只从一个维度看待一颗行星时,你会错误地看到行星的属性——比如温度。”

“你最终会有偏见

我们知道1000度的差异是不正确的,但是我们没有更好的工具

现在,我们知道了

" 天文学家现在可以自信地确定外行星分子的大小

“在接下来的几个世纪里,我们不可能在任何时候到达这些系外行星,所以科学家必须依靠模型,”麦克唐纳说,并解释说,当下一代太空望远镜从2021年开始发射时,系外行星数据集的细节将会得到改善,科学家可以测试这些三维模型的预测。

“我们认为我们必须等待新的太空望远镜发射,”麦克唐纳说,“但是我们的新模型表明我们已经拥有的数据——来自哈勃太空望远镜——已经可以提供有价值的线索

" 有了结合当前系外行星数据的更新模型,天文学家可以梳理出系外行星四周的温度,并更好地确定行星的化学成分

麦克唐纳说:“当这些下一代太空望远镜升空时,了解这些行星的真实情况将会非常有趣

"

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