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发现超级全国英语四六级官网地球:数据将表征行星大气模型

天文学与空间 2021-11-05 00:00:50

加那利群岛天文研究所 虚拟旅程的瞬间,覆盖天文数据

信用:渲染区域 在过去的25年里,天文学家已经发现了由岩石、冰和气体组成的各种各样的系外行星,这要归功于专为行星搜索而设计的天文仪器的构造

此外,通过结合使用不同的观测技术,他们已经能够确定大量的质量、大小以及行星的密度,这有助于他们估计它们的内部组成,并增加在太阳系外发现的行星数量

然而,用现有的仪器来研究岩石行星的大气层是极其困难的,因为这样就有可能对那些与地球相似的系外行星进行全面的描述

由于这个原因,岩石行星的大气模型仍然没有经过测试

因此有趣的是,卡梅尼(Calar Alto)的天文学家最近发表了一项由德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的天文学家特里丰·特里福诺夫领导的研究,内容是关于在离太阳仅26光年的附近红矮星格利泽486的轨道上发现了一颗炽热的超级地球

为了做到这一点,科学家们使用了过渡光度学和径向速度光谱学的组合技术,并在1

泰德天文台52米卡洛斯桑切斯望远镜

这项研究的结果已经发表在《科学》杂志上

这个虚拟的格利泽486b之旅从它在夜空中的位置开始

在聚焦于母星格利泽486b之后,影片描绘了测量结果

最后,我们飞到系外行星格利泽486b,探索它可能的表面,它可能类似金星,有一个炎热干燥的景观,点缀着炽热的熔岩流

信用:渲染区域 他们发现的这颗名为格利泽486b的行星质量为2

是地球的8倍,只大30%

“通过测量它的质量和半径来计算它的平均密度,我们推断它的成分类似于金星或地球,它们内部有金属核,”国际宇航科学院研究员、该文章的合著者恩里克·帕莱解释说

Gliese 486b每1周绕其宿主恒星一周

5天,距离2

500万公里

尽管离它的恒星如此之近,这颗行星可能保留了它原始大气的一部分(这颗恒星比我们的太阳要冷得多),因此它是用下一代空间和地面望远镜进行更详细观察的一个很好的候选者

该图根据以地球为单位的质量和半径,提供了对选定系外行星内部组成的估计

红点代表格利泽486b,橙色符号代表像格利泽486这样的冷恒星周围的行星

灰色的点表示被更热的恒星包围的行星

颜色曲线表明了700 K纯水(蓝色)、矿物顽火辉石(橙色)、地球(绿色)和纯铁(红色)的理论质量半径关系

相比之下,该图还突出了金星和地球

信用:特里福诺夫等

/ MPIA图形部

对特里福诺夫来说,“这颗行星离太阳如此之近的事实令人兴奋,因为它将有可能用强大的望远镜,如现在正在建造的艾明·詹姆斯·韦伯太空望远镜和ELT(超大型望远镜)来更详细地研究它

" Gliese 486b绕其轴旋转的时间长度与绕其宿主恒星旋转的时间长度相同,因此它总是有相同的一面朝向恒星

虽然格利泽486比太阳暗得多,也冷得多,但辐射如此强烈,以至于行星表面至少加热到700公里(约430摄氏度)

正因为如此,格利泽486b的表面可能更像金星的表面,而不是地球的表面,有着炎热干燥的地貌,燃烧着熔岩的河流

然而,与金星不同,格利泽486b的大气层可能很薄

该图显示了一颗像格利泽486b这样的凌日岩石系外行星围绕其宿主恒星的轨道

在凌日期间,这颗行星会遮住恒星盘

同时,一小部分星光穿过行星的大气层

随着格利泽486b继续沿轨道运行,被照亮的半球的一部分以相位的形式变得可见,直到这颗行星消失在恒星后面

信用:MPIA图形部门

用现有的行星大气模型进行的计算可以与热表面和稀薄大气的情况相一致,因为恒星辐射往往会蒸发大气,而行星的重力往往会阻止它

今天很难确定这两种贡献之间的平衡

“格利泽486b的发现是一种幸运

如果温度再高100度左右,它的所有表面都将是熔岩,它的大气层将是汽化的岩石,”天体生物学中心(CSIC-INTA)的研究员、该文章的合著者何塞·安东尼奥·卡瓦列罗解释道

“另一方面,如果格利泽486b的温度低100度左右,它就不适合进行后续观测

" 艺术家对格利泽486b大气的印象

信用:渲染区域 CARMENES团队未来计划的观测将试图确定它的轨道倾角,这使得格利泽486b有可能越过我们和恒星表面之间的视线,观察它的一些光线,并产生所谓的凌日

他们还将使用发射光谱学进行光谱测量,当被恒星照亮的半球区域在格利泽486b消失在恒星后面之前的轨道期间作为行星的相位(与我们的月球相位相似)可见时

观测到的光谱将包含行星被照亮的热表面的条件信息

“我们不能等到新的望远镜问世,”特里福诺夫承认

“我们可能从它们那里获得的结果将有助于我们更好地了解岩石行星的大气层、它们的范围、它们的极高密度、它们的组成以及它们在行星周围分布能量的影响

新发现的热超级地球格利泽486b表面的艺术印象

在大约700开尔文(430℃)的温度下,格利泽486b可能有一个大气

信用:渲染区域 用褐红色X射线拍摄的格利泽486星的彩色2D光谱

这两个光谱来自马龙-X的两个相机臂

每个光谱覆盖500-670纳米的波长范围,颜色编码对应于人眼如何感知颜色

学分:国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/A

Seifahrt CARMENES项目的财团由西班牙和德国的11个研究机构组成,其目标是利用3号行星上的摄谱仪监测一组350颗红矮星,以寻找像地球这样的行星

卡拉阿尔托天文台(西班牙)的5米望远镜

本研究还使用光谱测量来推断格利泽486b的质量

在双子座北(8

档案数据取自凯克10米望远镜(美国)和3

欧洲南方天文台6m望远镜,(智利)

光度观测来自美国国家航空和宇宙航行局的太阳系外行星探测卫星(TESS)空间观测站,其数据是获取行星半径的基础,来自1

西班牙泰德天文台的52米卡洛斯桑切斯望远镜和智利拉斯坎布雷斯观测全球望远镜等

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