2024-05-29 09:08

韦伯揭开了蓬松系外行星WASP-107 b的神秘面纱

Puffy exoplanet: Bluish planet-like body with bands of white clouds. Stars in background.
WASP-107 b是一颗巨大的气态系外行星它是迄今为止发现的最轻、密度最小的行星之一。阿斯特罗Nomers没有。不知道为什么这么“浮肿”。两个研究小组使用了新的数据詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据,以及哈勃太空望远镜的旧数据,来解开这个谜团。这也是对系外行星内部的首次详细测量。他们发现这颗行星的甲烷含量要少得多它的大气层比我们想象的要多。这一证据表明,WASP-107 b的内部温度更高,核心也比预期的要大。潮汐加热被认为是造成热量过剩的原因,这就解释了地球像棉花糖一样蓬松的原因。

解开一颗浮肿的系外行星之谜

WASP-107 b是迄今为止发现的最轻、密度最小的系外行星之一。科学家们把它比作一个巨大的、蓬松的棉花糖。但它为什么这么肿呢?这并不是天文学家发现的唯一一颗这样臃肿的系外行星,但它们中的大多数总体上更热,质量也更大。2024年5月20日,两组研究人员表示,他们分析了詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据,以及此前哈勃太空望远镜的数据,发现这颗行星的内部温度肯定要高得多,核心质量也比之前想象的要大得多。潮汐加热很可能是热量过剩的原因,而令人惊讶的低甲烷含量提供了线索。

研究人员于2024年5月20日在《自然》杂志上发表了两项新的同行评议研究。你可以在这里和这里阅读。

用韦伯观察一颗不寻常的膨胀系外行星

研究人员使用了一种叫做透射光谱学的方法——分析穿过行星大气层的光——用韦伯望远镜研究WASP-107 b。他们使用了韦伯的近红外相机(NIRCam)和中红外仪器(MIRI),以及哈勃广角相机3 (WFC3)先前的数据。由亚利桑那州立大学的路易斯·韦尔班克斯领导的第一个研究小组建立了一个被WASP-107 b大气吸收的0.8到12.2微米的广谱光。

由约翰霍普金斯大学的David Sing领导的第二个团队同样构建了一个覆盖2.7到5.2微米的独立光谱。

WASP-107 b距离我们210光年,大小约为木星的3/4,质量仅为木星的1/10。它的低密度和较低的温度使它成为韦伯的理想目标。唱说:

为什么WASP-107 b如此臃肿?

这颗行星的膨胀令天文学家感到困惑。还有其他类似的“膨胀”系外行星,但WASP-107 b的特征似乎与大多数系外行星不同。大多数膨胀的行星温度更高,质量更大。那么如何解释WASP-107 b呢?Welbanks说:

如果这颗行星有一个更大的内核呢?研究人员说,在这种情况下,大气层应该是逐渐收缩的,而不是膨胀的,因为它在行星最初形成后冷却下来。此外,行星本身也应该更小。这是因为它的恒星没有足够的热量来膨胀大气中的气体。尽管WASP-107 b的轨道离它的恒星非常近,距离只有500万英里,也就是水星到太阳距离的1/7。

Graph with groups of differently colored dots along a jagged line, representing data points, with labels.

韦伯的惊人结果

韦伯对WASP-107 b的测量非常精确。该望远镜可以探测到火星大气中的水蒸气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫和氨。但韦伯到底发现了什么呢?

来自两个团队的两组光谱揭示了一些意想不到的东西。大气中的甲烷含量比科学家们想象的要少得多。事实上,他们只发现了预期数量的1/1000。唱说:

甲烷含量低表明,火星内部的温度比之前认为的要高。唱说: