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WASP-79b是一個奇特的世界

簡介:由於大氣散射對可見光譜中最短波藍色光更有效,所以我們看到的天空總是藍色的,然而行星WASP-79b的大氣顏色卻似乎是黃色的,不僅如此,由於高溫它可能還會下“鐵雨”,它的未知過程顛覆了科學家對星球大氣的認識,但由於只在WASP-79b上觀察到奇怪的黃色大氣,缺少同類資料的情況讓科學家們很是棘手。

在本週的The Astronomical Journal(天文期刊)上發表的一份研究表示,一個研究者團隊分析了WASP-79b的大氣環境,沒有發現瑞利散射的證據,即一種使天空呈現熟悉的藍色的大氣現象。相反,這個研究表明這顆系外行星的天空是淡黃色的。

Kristin Showalter Sotzen是馬里蘭州勞雷爾市約翰霍普金斯大學的應用物理研究所的研究員,同時也是這項研究的帶頭人。他在一份宣告中說到:“我曾經向幾個同事展示過WASP-79b的光譜,他們不約而同地認為這很奇怪。這強烈地表明這是一個未知的大氣過程,我們只是沒有在我們的物理模型中來解釋。”

天空為什麼是藍色的?

太陽光使大氣中的分子散射,這個散射的過程叫做瑞利散射,在更短的波長中,也就是可見光譜的藍光末端,或者說是人類肉眼可見的電磁輻射部分,更加有效。

因此,散射到地球上的光主要是藍色,導致了我們白天的藍色天空。

但奇怪的是,這個散射的過程沒有發生在WASP-79b上,又或許這預示著一種天文學家還不熟知的大氣現象。

然而,他們相信這可能和系外行星大氣層的演變有關。

WASP-79b是一顆”熾熱的木星“,它的測量半徑是木星的1.7倍。事實上,這顆系外行星是科學家迄今發現的最大的系外行星之一。它在很短的距離內環繞著一顆巨大熾熱的恆星運動。

WASP-79b上的溫度能夠高達3000華氏度,和熔化的玻璃溫度相同。實際上,這顆行星十分熾熱、潮溼,以至於在WASP-79b上可能會下“熔鐵雨“而非單純的雨水。

為了更進一步觀察到這個奇特世界,這項新研究背後的一個科學家團隊使用了位於智利的Las Campanas Observatory(拉斯坎帕納斯天文臺)的Magellan II Telescope(麥哲倫Ⅱ號望遠鏡)來分析這顆行星大氣層光的波長。

透過他們的觀測,發現波長越短,越接近藍色的光會變得更加透明,這表明被大氣層的吸收和散射更少了。

Sotzen說道:“因為這是我們第一次看見這種現象,我們也不是真正的確定其原因是什麼。我們需要去發現更多的這類的行星因為這代表著一種未知的、現在還沒弄明白的大氣程序。“

對WASP-79b更深入的觀察能夠提供一個更好的觀測熾熱木星的動盪世界的視角。然而,因為這顆行星是目前唯一一顆沒有發現瑞利散射的行星,這是否與WASP-79b大氣層的演變息息相關還尚未得知。

摘要:作為全色系外行星庫計劃的一部分,我們對WASP-79b進行了光譜研究。WASP-79b是一個膨脹的熱木星,圍繞波里達斯中的一顆f型恆星執行,週期為3.66天。基於原來的WASP-79b和斯莫利等人的特拉普斯光度法, 我們檢查了哈勃望遠鏡(HST)/第三代廣域照相機(WFC3)(1.125-1.650μm),麥哲倫望遠鏡/低色散測量光譜儀(LDSS)-3C (0.6-1 μm) ,以及Spitzer太空望遠鏡(3.6 and 4.5 μm) 的資料。

我們使用了來自這三個望遠鏡的資料,並把含水量限制在−2.20 ≤ log(H2O) ≤ −1.55,我們將這三個觀測結果和大氣層檢索分析——大氣層模型中含有FeH和H− 放在一起,我們還提供了一份基於Smalley, HST/WFC3, LDSS-3C, Spitzer, Transiting Exoplanet Survey Satellite (凌日系外行星測量衛星,TESS)的測量資料的實時過渡期日曆。可檢測水的特徵和它對溫度/重力相空間的晴朗/多雲過渡區域的佔據,WASP-79b是——被James Webb Space Telescope (JWST)(詹姆斯韋伯太空望遠鏡)的總監所贊同的Discretionary Early Release Science (ERS) 專案(且ERS觀測臺計劃在第一個週期第一個執行)的一個感興趣的物件。

凌日系外行星的資料收集時間為78.1小時,由於JWST發射的延遲,WASP-79b現在已經成為了Panchromatic Transmission program 的研究物件,這個專案將會對WASP-79b進行42小時、在四種不同儀器模式下的觀測,以充分地提供更多的用於研究這顆“熾熱木星“的資料。

FY: 洛

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