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系外行星中常见的水仍然很稀缺

更新时间:2020-09-12 13:49点击:

  迄今为止,对系外行星大气化学成分的最广泛调查表明,趋势正在挑战当前的行星形成理论,并且对寻找太阳系及以后的水具有影响。

系外行星中常见的水仍然很稀缺

  由剑桥大学领导的一组研究人员使用来自19个系外行星的大气数据来获得对其化学和热学性质的详细测量。研究中的系外行星的大小范围很大,从近10个地球质量的“小海王星”到600多个地球质量的“超木星”,其温度范围从近20C到2000C以上。就像我们太阳系中的巨型行星一样,它们的大气层富含氢,但是它们绕不同类型的恒星运行。

  研究人员发现,虽然水蒸气在许多系外行星的大气中很普遍,但其含量却比预期的低得多,而在某些行星中发现的其他元素的含量与预期相符。该结果是《关于天体物理学杂志快报》的一项有关我们太阳系外行星大气化学成分的五年研究计划的一部分。

  剑桥大学天文研究所的项目负责人Nikku Madhusudhan博士说:“我们正在看到地球外化学模式的最初迹象,而且在化学成分方面我们可以看到它们有多么多样。”他五年前首次测量了巨大的系外行星中的低水蒸气丰度。

  在我们的太阳系中,巨型行星大气中相对于氢的碳含量明显高于太阳。这种“超太阳”的丰度被认为是在行星形成时起源的,并且大量的冰,岩石和其他颗粒以所谓的吸积过程被带入行星。

  据预测,在巨大的系外行星大气中,其他元素的丰度也同样很高,尤其是氧气,它是宇宙中氢和氦之后含量最高的元素。这意味着,作为氧气的主要载体的水在这种气氛中也被认为是过量的。

  研究人员使用了来自天基和地基望远镜的大量光谱数据,包括哈勃太空望远镜,斯皮策太空望远镜,智利的超大型望远镜和西班牙的Gran Telescopio Canarias。可获得的观测值的范围以及详细的计算模型,统计方法以及钠和钾的原子性质,使研究人员能够获得整个样品系外行星大气中化学丰度的估计值。


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