韦伯近距离观测到Gliese 1214b这颗神秘星球

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  迷你海王星质量比海王星小,其岩石核心被厚厚的气体层所包围,是银河系中常见的一类行星,但我们对其所知甚少。韦伯太空望远镜观测了太阳系外一颗遥远行星Gliese 1214b,这颗行星与太阳系内的行星都不一样,很可能是一个具有潮湿大气层的高反光世界。这是迄今为止对这个神秘世界最接近的观察,它是一颗在以往的观测中无法穿透的迷你海王星。

  Gliese 1214b的温度太高,不太可能有液态水海洋,但汽化形式的水仍可能是其大气层的主要部分。研究团队表示这个星球完全被某种雾霾或云层所覆盖,在这次观察之前,大气层对我们来说完全是隐藏的。如果这颗行星确实富含水,那么它可能是一个「水世界」,在其形成时有大量的水和冰。为了穿透如此厚的屏障,除了捕捉母恒星穿过其大气层的光线外,研究团队还尝试了一种新方法,使用韦伯的中红外成像-光谱仪(MIRI)观测GJ 1214 b完整绕行母恒星的运行轨道,如此得以创建行星热图,热图可以告诉我们Gliese 1214b白天和夜晚的大气成分细节。

艺术家对迷你海王星Gliese 1214b的想像。This artist’s concept depicts the planet GJ 1214 b, a “mini-Neptune” with what is likely a steamy, hazy atmosphere. A new study based on observations by NASA’s Webb telescope provides insight into this type of planet, the most common in the galaxy. Credits: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)
图说:艺术家对迷你海王星Gliese 1214b的想像。图片来源:NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

  获得完整轨道的能力,对于了解行星如何将热量从白天分布到夜晚非常重要。Gliese 1214b白天和黑夜之间有很大的反差,温度从摄氏279度转变至165度。如此大的转变只有在由较重的分子(如水或甲烷)组成的大气中才有可能发生,这与MIRI观测的结果相似。意味着Gliese 1214b的大气层主要不是由较轻的氢分子组成,这可能是了解该行星历史和形成的重要线索。但这并非原始的大气层,它可能失去大量氢,如果它是从富含氢的大气层开始;或者它一开始就是由更重的元素形成,像是更冰冷、富含水的物质。

  虽然按照人类的标准这颗行星很热,但实际上它却比预期的要凉爽得多。因为它异常闪亮的大气层反射了大部分来自其母恒星的光,而非吸收并变得更热,这让研究人员感到惊讶。而新的观察结果为深入了解迷你海王星打开大门,过去我们对Gliese 1214b真正的了解是大气层是多云或朦胧的,新的研究发现Gliese 1214b可能形成于离其母恒星更远的地方,然后逐渐向内盘旋至现在的近距离轨道上。研究人员表示若发现一颗富含水的行星,那麽最简单的解释就是它形成于离母恒星更远的地方。相关研究成果发表于《Nature》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

资料来源:NASA

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