新发现:外形与足球类似的行星正在泄漏重金属,让科学家感到意外

新发现:外形与足球类似的行星正在泄漏重金属,让科学家感到意外
2020年03月28日 23:30 新浪网 作者 天文在线

这颗炽热的木星与主恒星的距离如此近,以至于引力作用正在将它挤压成“足球”形状。不仅如此,它还发生了迄今为止从未检测到的现象——极度高温造成重金属气体向太空泄漏。而根据天文学杂志最新的研究表明,这颗距离地球约880光年的炽热土星(WASP-121b),其表面大气层正在不断泄漏一种由铁镁混合而成的气体。

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图解 :艺术家眼中的WASP-121b,图片:美国国家航天局,欧洲航天局,太空望远镜研究所

WASP-121b是木星体积的1.8倍,,而与主恒星的近距离能够让它在1.275天的时间内完成轨道绕行。在这样的距离下,强烈的引力作用几乎能把它撕碎。事实是,这颗行星极有可能经受潮汐力瓦解,在某个时刻将会崩溃坍塌。因此,这个星球被迫变形为类似足球的形状。

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图解:艺术家眼中的WASP-121b,图片:哈勃太空望远镜

作为巴尔的摩的约翰·霍普金森大学的天文学家兼最新研究的首席作家,大卫·森告诉盖斯莫多:“打个比方来说,它就像地球上的海潮受到月亮影响一样,在这个示例中,来自月亮的引力拉扯着海洋,因此离月亮最近的海水将会朝着满潮的月亮凸动靠近。同样,在与月球相对的地球另一边引力作用最小,因此‘拉力’较小的一侧海水也会在地球正对的另一边产生凸面,造成地表的海洋系统也会发生类似于‘足球’状的变形。”

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而同样的事情也发生在WASP-121b身上——但是规模更大:森说靠近主恒星的一侧比正常情况下增长了10%。

同时,来自主恒星强烈的辐射将WASP-121b上大气层的温度炙烤超过2200开尔文(3500华氏度)。去年的研究表明WASP-121b表面的高温甚至造成大气层中水分子脱离。

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在最新研究中,森和同事发现上大气层的高温同时也引起了WASP-121b内部重金属气体泄漏。这项新研究首次证明了一个现象:来自下大气层的铁和镁能够上升进入在高温状态下以气态存在的上大气层中。而根据最新研究,借此重金属气体能够依附在氢气和氦气中“逃窜”太空。

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森告诉盖斯莫多:“之前在系外行星上发现过重金属,而且我们也知道它在逃离大气层。然而,大多数的预测模型并未包含这类重金属,而且在如此高的海拔发现它们着实令人吃惊。”

森和他的同事通过哈勃太空望远镜的图像摄谱仪获取这些观测数据。研究者使用了一种广为人知的技术:中天法。他们从地球的视角监测到当系外行星从主恒星面前经过时发出的能够探测到的镁和铁的近紫外频谱。鉴于WASP-121b的极端环境,科学家们也尽力观测这种重金属气体泄漏的现象是否有可能真正发生。

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森在哈勃新闻稿中写道:“我们认为观测到重元素泄漏是有可能的。如此高温有利的条件是寻找重金属存在的绝佳方式。我们主要在寻找镁元素,而在其他的系外行星的大气层中已经发现了铁元素的迹象。”他增加道:“重金属能够逃离一部分由于这颗行星肿胀庞大,造成了它的引力作用变得微弱。这是一颗急于‘脱去’大气层的行星。”

在他们的研究中,森和他的同事必须确保主恒星不会混淆他们的结果。

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他告诉盖斯莫多,幸运的是,他们已经从美国航天测试局获取了行星活跃度范围的数据,而这些数据能够帮助我们排除将行星活动作为有效信息的研究方法。

至于WASP-121b的命运,森说它注定灭亡。最终,这颗炽热的木星会被主恒星撕成碎片,化作尘埃。

森说:“据目前估计的年限为大约未来一千万年,在天文学领域中并不是很久。在下一个十年,天文学家希望能够有效探测到这颗行星的轨道缓慢衰变,而在某个时刻我们将会对它的真正命运有更清醒的认识。”

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相关知识

WASP-121b是一颗环绕恒星WASP-121的太阳系外行星。WASP-121b是首颗在其大气层内发现平流层(大气层中温度随高度上升的气层)的系外行星。WASP-121b在天球上位于船尾座 ,距离地球约880光年。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

FY: nothing at all

作者: George Dvorsky

选文:天文志愿文章组-

翻译:天文志愿文章组- nothing at all

审核:天文志愿文章组-

终审:天文志愿文章组-

排版:天文志愿文章组-零度星系

美观:天文志愿文章组-

参考资料(备份)

1.WJ百科全书

3.原文来自:https://gizmodo.com/this-football-shaped-planet-is-leaking-heavy-metal-1836890286

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