美国科学家已首次发现带有尾巴的太阳系外行星

美国宇航局宣布,他们观察到一颗太阳系外行星由于太过靠近其母恒星以致其大气层被吹跑,并在其后方形成一条发光的尾巴,类似彗星的彗尾。之前对于这一行星及其奇异“彗尾”的猜测最近得到了NASA 哈伯空间望远镜的确认。这一气体巨行星编号HD 209458b,最新观测显示来自近邻恒星的强大星风正将其大气剥离这一炙热的行星,并形成一彗状尾。

“从2003年开始,科学家们便已经从理论上推算出这一行星的质量损失已经转化为了一条气体尾,自那以后科学家们便一直在进行计算以便进一步确认”,来自科罗拉多大学的天文学家杰弗里·

林斯基(Jeffrey Linsky)是这项研究的负责人。他说:“我想我们已经取得了支持这一理论的迄今最佳观测证据。我们观测到气体以某一特定速率离开该行星,其中有部分气体的逃逸方向朝向地球。最可能的解释是我们正在观测的是一条尾巴状物体。”

行星HD209458b距离其母恒星的距离大约为4百万英里(约合700万公里),这比木星和太阳之间的距离小100倍,但其质量却只比木星小一点点。其公转一周的周期仅为3.5天。相比之下,太阳系中公转速度最快的水星,绕太阳公转一周需要88天。

在这样近的距离下,HD209458b的大气温度高达2000华氏度(约合1093摄氏度)。过去的研究结果显示,由于强大的星风冲击,该行星每秒损失10000吨气体。最终其整个大气层都将消失殆尽,只剩下熔融的岩浆核。即便如此,这颗行星在很长一段时间内仍然不会被毁灭掉。“这颗行星蒸发掉大约需要一万亿年”,林斯基说。这一行星距离地球153光年,是少数几颗曾经观测到掩星现象(注:指一颗天体从另一颗背景天体前方经过,遮蔽其全部或部分光芒的现象)的太阳系外行星之一。

关于HD 209458b存在的想法最早提出于1999年。后续的研究揭示出其大气中存在氧和碳的证据。最近,它又成为太阳系外首个发现存在水的星球。截止目前,科学家已经发现超过400颗太阳系外行星。采用的方法包括”掩星观测法“——测量由于行星绕转而导致母恒星亮度的变化,从而反推出行星存在的方法,以及”引力晃动法“——测量由于绕转行星引力作用引发母恒星的轻微晃动从而反推出行星的存在的方法。

林斯基的小组利用行星HD 209458b掩星的时机使用哈伯空间望远镜搭载的”宇宙起源摄谱仪“(COS)对其大气层进行了观测。通过对穿越该行星大气的恒星光的光谱学分析,天文学家得以首次研究其大气结构和化学成分。不考虑行星大气,该掩星事件仅造成被掩恒星的亮度减弱约1.5%,而当考虑大气因素时,减弱的亮度达到了8%。这说明该行星的大气层膨胀的非常厉害。

观测数据同时显示从该行星逃逸的气体并非具备同一速率。”我们发现气体以高速逃离,有大量气体以每小时22000英里(约合35400公里)的速度向我们飞驰而来“,林斯基说。”这一巨大的气体流可能是由于星风剧烈冲击导致气体剥离该行星并形成了彗星状气体尾。“

作者: 
小哲
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