系外行星的失踪水被发现了吗?

新结果可能解决最近未在遥远“热木星”上发现水的测量结果

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一项新的分析显示,一颗类似木星的热行星围绕遥远的恒星运行,其大气层中含有水。三组天文学家在二月份报告说,他们无法探测到来自太阳系外一对气态行星的光线中的水蒸气,尽管理论预测那里应该存在水蒸气。

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现在,亚利桑那州弗拉格斯塔夫洛厄尔天文台的天文学家特拉维斯·巴曼表示,他通过分析穿过其中一颗行星(名为 HD 209458 b)大气层的光线,找到了失踪的水。“这真的没什么令人惊讶的,”巴曼说,因为此类行星大气模型的预测表明应该混合有水。“找到它只是让我们确信我们知道自己在做什么。”


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巴曼再次查看了哈佛大学天文学家收集的哈勃太空望远镜数据,他们测量了 HD 209458 b 在其围绕恒星 3.5 天轨道的最宽部分时发出的光。他们确定了该行星在 10 个不同波段(从 300 纳米紫外光到 1000 纳米红外线)的半径。其大气层吸收每个波段的量都不同,因此该行星在某些波长下看起来比在其他波长下更大。

“我能够模拟星光穿过系外行星,”巴曼说,因此,他知道水会吸收多少光。他检查了 900 到 1000 纳米之间的波长,果然,他看到了水分子存在的痕迹,他在一篇即将发表在《天体物理学杂志》上的论文中报告说。“它们增加的不透明度使[行星]看起来大约大 1%,”他说。

二月份报告的观测结果是来自行星面向恒星一侧的红外光。巴曼说,日光的热量可能已经均匀地烹饪了整个大气层,这减少了大气分子对光的吸收。他说,掠过行星边缘(白天与黑夜交汇的地方)的星光没有这个问题。

“我发现这非常有说服力,”美国宇航局艾姆斯研究中心(位于加利福尼亚州莫菲特菲尔德)的行星科学家乔纳森·福特尼说,他也对系外行星的大气层进行了建模,现在已知有 100 多个系外行星。“这是一个与早期研究完全不同的数据集”,他补充说,早期研究的执行具有挑战性。“[他们]完成了这项工作真是太好了,但它有点零散。”

福特尼说,这个结果很重要,因为“我们希望能够了解其他恒星周围所有行星的大气层。……当我们转向更小、更接近地球大小的物体时,看看我们对这些系外行星的了解程度将会非常令人兴奋。……这是朝着漫长道路迈出的第一步之一。”

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