在熱木星WASP-121b周圍探測到平流層

由?？巳卮髮W天文學家湯姆埃文斯博士領導的國際研究小組在超高溫氣體巨頭WASP-121b上發(fā)現(xiàn)了一個含有水和可能的釩和鈦氧化物的平流層。

天文學家在2016年WASP-South調查中發(fā)現(xiàn)，WASP-121b比木星大1.87倍，質量大1.18倍。

它的主星WASP-121(TYC 7630-352-1)是一顆活躍的F6型主序星，大約是太陽的1.5倍。

WASP-121系統(tǒng)距離Puppis星座881光年遠。

WASP-121b是一個所謂的“熱木星”，僅需1.3天就可以繞WASP-121飛行。它與母星非常接近，如果它離得更近，那么恒星的引力會開始撕裂它。

天文學家估計這顆行星的溫度大約為4,600華氏度(2,500攝氏度)，足以使某些金屬沸騰。

之前的研究發(fā)現(xiàn)WASP-33b以及其他一些熱木星可能存在平流層的跡象。

發(fā)表在“ 自然 ”雜志上的這項新研究提供了最好的證據(jù)，因為天文學家第一次觀察到了熱水分子的特征。

美國宇航局艾姆斯研究中心的共同作者馬克馬利博士說：“這一結果令人興奮，因為它表明太陽系中大部分大氣層的共同特征 - 溫暖的平流層 - 也可以在系外行星大氣層中找到。”

“理論模型表明，平流層可能定義了一類獨特的超熱行星，對其大氣物理和化學具有重要意義。我們的觀察支持這張圖片，“埃文斯博士說。

為了研究WASP-121b的平流層，該小組利用NASA / ESA哈勃太空望遠鏡和NASA斯皮策太空望遠鏡上的紅外陣列攝像機觀察了該行星的二次日食。

研究人員分析了平流層中不同分子對特定波長光的反應。

“例如，行星大氣中的水蒸氣以可預測的方式響應特定波長的光線，取決于水的溫度，”他們解釋說。

“星光能夠深入到行星的大氣中，在那里它會升高那里的氣體溫度。然后，這種氣體將熱量作為紅外線照射到太空中。“

“但是，如果大氣頂部有較冷的水蒸氣，水分子會阻止這些光的某些波長逃逸到太空。但如果大氣頂部的水分子具有更高的溫度，它們將以相同的波長發(fā)光。“

“來自水的光的發(fā)射意味著溫度隨著高度的增加而增加，”共同作者，美國宇航局噴氣推進實驗室的Tiffany Kataria博士說。

在地球的平流層，臭氧氣體捕獲來自太陽的紫外線輻射，從而提高了這層大氣層的溫度。其他太陽系天體也有平流層; 例如，甲烷負責在木星和土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六的平流層中加熱。

在太陽系行星中，平流層內的溫度變化通常約為華氏100度(約56攝氏度)。

在WASP-121b上，平流層的溫度上升了1000華氏度(560攝氏度)。

天文學家還不知道什么化學物質會導致WASP-121b大氣層溫度升高。氧化釩和氧化鈦是候選物，因為它們常見于褐矮星中。

預計這些化合物僅存在于最熱的熱木星上，因為需要高溫來保持它們處于氣態(tài)。