利用多臺望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們在距離地球約520光年的一顆氣態(tài)巨行星上探測到云。觀測如此詳細(xì)，他們甚至以迄今為止最精確的方式辨別出云層的高度和高層大氣的結(jié)構(gòu)。
這項工作將幫助我們更好地了解系外行星的大氣——并尋找可能具有適合生命生存的條件或光譜中的生物特征的世界。我們也越來越接近為遙遠(yuǎn)的外星世界制作天氣報告。
這顆系外行星是2016年發(fā)現(xiàn)的WASP-127b。它是一顆熾熱的行星，它的軌道距離它的恒星如此之近，以至于它的一年只有4.2天。這顆系外行星的大小是木星的1.3倍，但質(zhì)量只有木星的0.16倍。
這意味著它的大氣層有點(diǎn)稀薄和脆弱——非常適合嘗試根據(jù)從系外行星的主恒星流過它的光來分析它的組成成分。
為此，由加拿大蒙特利爾大學(xué)的天文學(xué)家羅曼·阿拉特（Romain Allart ）領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員，將來自天基哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的紅外數(shù)據(jù)和來自地面甚大望遠(yuǎn)鏡ESPRESSO 儀器的光學(xué)數(shù)據(jù)相結(jié)合，以對等進(jìn)入WASP-127b大氣層的不同高度。
“首先，正如之前在這種類型的行星中發(fā)現(xiàn)的那樣，我們檢測到鈉的存在，但其高度比我們預(yù)期的要低得多，” 阿拉特說。
“其次，紅外線中有很強(qiáng)的水蒸氣信號，但在可見光波長處根本沒有。這意味著較低水平的水蒸氣被在可見光波長下不透明但在紅外線下透明的云層屏蔽?！?/p>
弄清楚系外行星大氣的組成是一件棘手的事情。那是因為我們無法直接看到大多數(shù)系外行星；我們根據(jù)它們對宿主恒星的影響推斷它們的存在。其中之一是變暗和變亮——當(dāng)系外行星從我們和恒星之間經(jīng)過時，來自恒星的光會變暗。
如果它按規(guī)律進(jìn)行足夠多的次數(shù)，那么這就是系外行星繞軌道運(yùn)行的跡象之一。我們也可以通過其他方式使用這些信息。當(dāng)星光穿過系外行星的大氣層時，光譜中的波長可以被吸收或被不同元素吸收。我們將這些特征稱為吸收線，我們可以對它們進(jìn)行解碼以查看大氣中的物質(zhì)。
這就是阿拉特和他的團(tuán)隊所做的，使用高分辨率吸收數(shù)據(jù)將云層的高度縮小到一個令人驚訝的低云層，大氣壓力在0.3到0.5毫巴之間。
“我們還不知道云的成分，除了它們不像地球上那樣由水滴組成，”阿拉特說。
“我們也對為什么在這個星球上一個意想不到的地方發(fā)現(xiàn)了鈉感到困惑。未來的研究不僅將幫助我們更多地了解大氣結(jié)構(gòu)，而且還將幫助我們了解WASP-127b，它被證明是一個迷人的地方?！?/p>
該團(tuán)隊的分析還發(fā)現(xiàn)了一些關(guān)于WASP-127b如何圍繞其宿主恒星運(yùn)行的奇特之處。在太陽系中，事物是有序的，所有行星都沿著太陽自轉(zhuǎn)的方向運(yùn)行，在一個或多或少圍繞太陽赤道的平面上。這是因為太陽系形成的方式，從一個物質(zhì)盤旋入旋轉(zhuǎn)的嬰兒太陽中。
WASP-127b不僅沿與其恒星自轉(zhuǎn)相反的方向運(yùn)行，而且以非常明顯的角度運(yùn)行，幾乎圍繞著恒星的兩極。該系統(tǒng)被認(rèn)為大約有100億年的歷史，這意味著在那個特定的區(qū)域肯定會發(fā)生一些奇怪的事情。
“對于舊恒星系統(tǒng)中的熱行星來說，這種對齊是出乎意料的，可能是由未知的伴星造成的，”阿拉特說，“所有這些獨(dú)特的特征使WASP-127b成為未來將非常深入研究的行星。”
該研究發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》上。
