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ESO在外行星WASP-19b的大气中检测氧化钛

更新时间:2018-05-14

一位艺术家的印象显示,大气天文学家第一次检测到氧化钛的系外行星WASP-19b。如果氧化钛含量足够大,可防止热量进入或逸出大气,导致热反转 - 高温大气中温度更高,温度更低,与正常情况相反。信贷:ESO / M。 Kornmesser

em使用ESO的超大望远镜,一组天文学家首次在外行星环境中检测到氧化钛。 < / EM>

围绕热木星行星WASP-19b的新发现利用了FORS2乐器的力量。它提供了关于这个不寻常和非常热的世界的化学成分以及气氛的温度和压力结构的独特信息。结果出现在“自然”杂志上。

由ESO研究员和柏林理工大学最近毕业的Elyar Sedaghati领导的一个天文学家小组比以往更详细地研究了系外行星WASP-19b的气氛。这颗非凡的行星与木星的质量差不多,但与它的母星非常接近,它在19个小时内完成了一次轨道,估计其大气温度约为2000摄氏度。

由于WASP-19b在其母星前方通过,一些星光穿过地球的大气,并在最终到达地球的光线中留下微妙的指纹。通过在超大望远镜上使用FORS2仪器,团队能够仔细分析这些光线,并推断出大气中含有少量的氧化钛,水和微量的钠,同时伴随着强烈的全球雾霾。

由于WASP-19b在其母星前方通过,一些星光穿过地球的大气,并在最终到达地球的光线中留下微妙的指纹。通过在超大望远镜上使用FORS2仪器,团队能够仔细分析这些光线,并推断出大气中含有少量的氧化钛,水和微量的钠,同时伴随着强烈的全球雾霾。信贷:ESO / M。 Kornmesser

然而,检测这样的分子不是简单的事情,“Elyar Sedaghati解释说,他花了两年时间担任ESO学生,负责该项目。 “我们不仅需要卓越质量的数据,而且还需要进行复杂的分析。我们使用了一种算法来探索数以百万计的跨越各种化学成分,温度,云或雾特性的光谱,以便得出我们的结论。“

氧化钛在地球上很少见到。已知存在于冷星的大气中。在像WASP-19b这样的热行星的大气中,它起着吸热器的作用。如果这些分子存在的量足够大,这些分子将阻止热量进入或逃离大气,导致热量转换 - 温度在高层大气中升高,并进一步降低,与正常情况相反。臭氧在地球大气层中起着类似的作用,它在平流层中引起反转。

“WASP-19b气氛中氧化钛的存在会对大气温度结构和循环产生实质性影响。”英国剑桥大学另一位团队成员兼天文学家Ryan MacDonald解释说。 “能够在这个细节层次上检查系外行星是有希望的,也是非常令人兴奋的。”来自剑桥大学的Nikku Madhusudhan补充说,他监督了观测的理论解释。

天文学家在一年多的时间内收集了WASP-19b的观测资料。通过测量通过外行星大气的不同波长的光的行星半径的相对变化,并将观测值与大气模型进行比较,他们可以推断外行星大气层的不同特性,例如化学成分。

这种关于金属氧化物如氧化钛和其他物质存在的新信息将允许更好地模拟外行星大气。展望未来,一旦天文学家能够观察到可能适宜居住的行星的大气层,改进后的模型将使他们更好地了解如何解释这些观测。

“这一重要发现是完全为此目的而完成的FORS2仪器翻新的结果,”领导整修项目的ESO团队成员Henri Boffin补充道。 “从那以后,FORS2已经成为从现场进行这种研究的最佳工具。”

出版物:Elyar Sedaghati等人,“在热木星的大气中检测氧化钛”,Nature 549,238-241(2017年9月14日)doi:10.1038 / nature23651

来源:欧洲南方天文台

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