科學家帶你窺探，最熱行星極端世界外的大氣層

2023-04-01 15:19:10

我們在最新的研究報告中發現，當超熱的木星KELT-9b穿過其主星表面時，這是我們觀察其灼熱大氣的最佳時機。

閃光

當我們試圖了解太陽系以外的世界時，大氣層提供了重要的核心線索。系外行星的大氣特徵可以幫助我們理解行星的組成、氣候、演化甚至可居住性。

恆星的光到達地面時會穿過行星的大氣層，所以它會根據大氣層的成分吸收一些波長的光。

一個充滿敵意的世界。

KELT-9b是一個極端的世界。它記錄了超過4500 k(〜7,600華氏度的白天溫度，是已知最熱的行星——比許多恆星都熱！這顆超熱的木星圍繞其主恆星A型或B型的軌道半徑只有0.035天文單位，公轉周期只有1.5天。

強烈的輻射轟擊KELT-9b幾乎肯定會造成巨大的破壞:這種高能光會將分子分解成它們的組成原子，並在高溫大氣中電離金屬，還可能將行星周圍的氫包層擴大到可以分離的水平。

在超熱木星KELT-9b的大氣光譜中發現並模擬的Hα(第一)和Ca2(最後三)譜線。

大氣溫度計

作者發現KELT-9b的大氣光譜吸收表明鈣離子的存在。這是第二次在炎熱的木星大氣中觀測到鈣離子。他們還發現了顯著的α吸收——證實了在受輻射的行星周圍存在膨脹的氫包層。

通過模擬他們從KELT-9b獲得的光譜，特納和他的合作者能夠識別在大氣中形成這些譜線的壓力、高度和溫度。他們發現由鈣離子二號線探測到的大氣高度大約是地球半徑的1.31.40倍。α線更高，大約是行星半徑的1.44倍。

同時，這些吸收線充當大氣溫度計，生成KELT-9b大氣溫度計照片，顯示大氣溫度計的輪廓及其對進入和離開地球大氣的能量的洞察。

這些成就證明了這項技術的力量，並表明我們可以通過大氣層從極端世界的一些遙遠的恆星收集信息，所有這些信息都是極好的財富。

相關知識

KELT-9b是一顆外行星，更準確地說，是一顆超熱的木星，它圍繞著晚B型星或早A型星KELT-9運行，距離地球約670光年。KELT-9b被1000度望遠鏡探測到，並於2016年宣布。

主星的表面溫度高達10，170，這對一顆有凌星行星的恆星來說是非常熱的。在先前發現的KELT 9b中，已知只有6顆A型恆星有行星，最熱的WASP-33的溫度為7，430K，明顯低於宿主恆星的溫度。B型星以前沒有已知的宿主行星。被劃分為B9.A0或A1的KELT-9是已知的第一顆擁有行星的B型恆星。KELT-9b佔據一個圓，但非常傾斜的軌道距離KELT-9隻有0.03462 AU，其周期不到1.5天。

KELT-9b是一顆巨大的行星，質量大約是木星的兩倍。然而，由於它的半徑幾乎是木星的兩倍，它的密度不到木星的一半。像許多其他熱木星一樣，KELT-9b圍繞它的主行星旋轉。它的大氣層的外邊界幾乎達到了Loshchives，這意味著這顆行星正在經歷快速的大氣逃逸，這是由它從宿主恆星接收到的極其大量的輻射所控制的。

自2020年1月以來，白天溫度接近4，600千米，比許多小質量恆星都要溫暖的KELT-9b已經成為已知最熱的外行星。KELT-9b白天一側的分子被分解成它們的組成原子，因此通常隔離的難熔元素可以作為原子種類存在，包括中性和單離子化鐵(鐵和鐵+)和單離子化鈦(鈦+)，它們只有在到達較冷的陰極一側時才臨時複合。