係外行星大氣中,水雖常見但數量低於預期
發布時間:2019-12-18
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據英國劍橋大學官網11日報道,該校科學家領導的團隊對係外行星大氣化學成分進行了迄今最廣泛調查。結果表明,係外行星大氣中水很常見,但也稀少。研究結論挑戰了目前的行星形成理論,對在太陽係內(nei) 外尋找水意義(yi) 重大。

  與(yu) 氫相比,太陽係內(nei) 巨行星大氣中的碳含量明顯高於(yu) 太陽大氣中的,這種“超太陽”的豐(feng) 度據信在行星形成時出現,而且,大量冰、岩石等在吸積過程中被帶入行星內(nei) 部。科學家由此預測,係外巨行星大氣中其他元素的豐(feng) 度也同樣很高,尤其是氧氣,是繼氫、氦之後含量最豐(feng) 富的元素。這意味著,作為(wei) 氧氣主要載體(ti) 的水在其大氣中也會(hui) 很豐(feng) 富。

  此次,研究人員借助來自19顆係外行星的大氣數據,獲得了其化學和熱學性質的詳細測量結果。這些行星大小不一,從(cong) 近10倍地球質量的“小海王星”到600多倍地球質量的“超木星”;溫度從(cong) 約20℃—2000℃以上。它們(men) 圍繞不同類型的恒星運行。

  研究人員報告了14顆係外行星大氣中水蒸氣的豐(feng) 度及6顆係外行星大氣中鈉和鉀的含量。與(yu) 其他元素相比,這些大氣中的氧氣幾乎已經耗盡。結果發現,雖然水蒸氣在很多係外行星的大氣中普遍存在,但其數量卻遠低於(yu) 預期;而在某些係外行星中發現的其他元素的含量與(yu) 預期相符。

  天文研究所負責人尼庫·邁德胡蘇德汗博士說:“我們(men) 首次看到了係外天體(ti) 大氣的化學模式,結果表明它們(men) 的化學組成豐(feng) 富多樣。而在圍繞各種恒星運行的眾(zhong) 多係外行星大氣中,水的含量非常低,這一點令人難以置信。”

  研究主要作者、天文學研究所博士研究生路易斯·韋爾班克斯表示:“考慮到我們(men) 還無法測量太陽係中巨行星(包括木星)大氣中化學物質的豐(feng) 度,能測量太陽係外行星大氣中這些化學物質的豐(feng) 度非比尋常。”

  邁德胡蘇德汗表示,最新結果表明,不能再假設不同化學元素在行星大氣中具有同樣的豐(feng) 富,這對現有幾個(ge) 理論模型發起了挑戰。他們(men) 計劃在未來的研究中增加係外行星樣本的質量大小,以獲得更多結果。“鑒於(yu) 水是地球宜居的關(guan) 鍵因素,因此,知道我們(men) 能在係外行星中找到多少水非常重要。”

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