本報訊 天文學(xué)家觀測木星已經(jīng)有幾個世紀(jì)的歷史，然而一項將這顆氣態(tài)巨行星視為系外行星的新研究，卻有助于科學(xué)家更好地闡釋環(huán)繞在數(shù)百光年之外的恒星周圍的氣體。這項研究在很大程度上證實了關(guān)于木星的傳統(tǒng)認(rèn)知，同時也帶來了一些驚喜，包括之前從未在這顆行星上發(fā)現(xiàn)的冰晶云。
目前已知有數(shù)百顆行星圍繞著系外恒星運轉(zhuǎn)，而前者用天文望遠(yuǎn)鏡幾乎是無法直接觀測到的。然而在少數(shù)情況下——當(dāng)一些系外行星位于母星與地球之間時，天文學(xué)家卻能夠通過解釋穿越行星大氣的恒星光線從而對這些行星的構(gòu)成進(jìn)行分析。
但是，低分辨率以及實驗噪音卻意味著，上述觀測結(jié)果——通常只在圍繞明亮恒星運轉(zhuǎn)的大型行星中可行——往往存在爭議。加利福尼亞州山景城美國宇航局（NASA）下屬埃姆斯研究中心天文學(xué)家Tyler Robinson表示：“這些模型給了我們答案，但我們卻總是不知道是否能夠相信它們?！比缃?，西班牙加納利群島天體物理學(xué)研究所天體物理學(xué)家Pilar Montaés-Rodríguez和她的同事設(shè)計了一種方法，從而將這一理論應(yīng)用到木星研究上。
那些用于研究系外行星大氣的技術(shù)并沒有被直接轉(zhuǎn)化到木星身上，這是因為后者的軌道從未位于地球與太陽之間。因此，與直接觀測透過木星大氣的太陽光不同，研究人員分析了當(dāng)木星位于太陽及其最大衛(wèi)星木衛(wèi)三之間時，陽光在木衛(wèi)三上的反射情況——換句話說，這時木星在木衛(wèi)三上正逐漸引發(fā)一場日蝕。
利用智利巴拉納歐洲南方天文臺的甚大望遠(yuǎn)鏡，以及加納利群島拉帕爾馬天文臺的威廉赫褐爾天文望遠(yuǎn)鏡，研究人員分析了在不同波長下穿越木星大氣的光線吸收與發(fā)射數(shù)據(jù)，從而建立了一個木星大氣化學(xué)構(gòu)成的圖譜。
光譜分析表明，木星是被包裹在一層云團(tuán)中的一顆富含甲烷的行星，這些云團(tuán)能夠散播光線，從而使得精細(xì)研究木星的構(gòu)成變得更加困難。這篇論文的合著者之一、加納利群島天體物理學(xué)研究所的Enric Pallé表示，這兩項發(fā)現(xiàn)與針對木星的直接觀測結(jié)果相一致。
研究人員在2月7日的預(yù)印服務(wù)器arXiv上報告了這一研究成果。
Montaés-Rodríguez說，將這些光譜與天文學(xué)家已知的氣態(tài)巨行星光譜進(jìn)行比較，將為他們更加深刻地理解遙遠(yuǎn)的外星世界提供一顆“羅塞塔石”（編者注：解釋古埃及象形文字的可靠線索）。
劍橋市麻省理工學(xué)院天文學(xué)家Sara Seager表示：“這是一個非常聰明的辦法，并且實施得非常出色?！?/span>
這項研究還發(fā)現(xiàn)了一個驚人的細(xì)節(jié)，即在木星上層大氣中存在一個冰晶層。Pallé表示，這一發(fā)現(xiàn)可能存在爭議，因為這顆行星已知含有非常少量的水蒸氣，但他推測，可能曾經(jīng)有彗星在木星歷史的某一階段將水儲存在那里。研究人員同時還在木星上發(fā)現(xiàn)了鈉的痕跡，他們同樣也將其歸因于彗星的殘骸，或者是從另一顆衛(wèi)星木衛(wèi)一那里得來的。
木星是太陽系從內(nèi)向外的第五顆行星，也是太陽系中體積比較大、自轉(zhuǎn)最快的行星。它的質(zhì)量為太陽的千分之一，但為太陽系中其他七大行星質(zhì)量總和的2.5倍。木星衛(wèi)星累計達(dá)68顆。木星是一個氣體行星。氣態(tài)行星沒有實體表面，它們的氣態(tài)物質(zhì)密度隨深度的變大而不斷加大。木星主要由氫和氦組成，它是由86%的氫和14%的氦組成的，中心溫度估計高達(dá)30500攝氏度。
（趙熙熙）
