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JWST深入研究超热系外行星WASP-121b

了解更多关于 WASP-121b,这颗热到可以汽化铁的系外行星。

Sara Novak
作者:Sara Novak
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图片来源:Limbitech/Shutterstock

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WASP-121b,又称 Tylos,是一颗巨大的超热气态行星,距离地球 858 光年。它之所以如此炙热,是因为它离它的伴星非常近。事实上,这颗巨行星绕其恒星公转只需一天多一点的时间,即 30 小时。

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WASP 是一颗系外行星,或称太阳系外行星,这意味着它位于我们太阳系之外。虽然我们自 2016 年以来就知道了它的存在,但詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)——四年前发射的——帮助我们对这颗气态巨星获得了许多新的见解。

WASP-121B 有多热?

“它太热了,基本上任何元素,包括铁和硅酸盐,也就是岩石,都会汽化并以气态形式存在,”澳大利亚纽卡斯尔大学的天文学家托马斯·埃文斯-索马(Thomas Evans-Soma)说。他最近领导了一项发表在《自然天文学》上的研究,记录了这一发现。

WASP 属于“热木星”类,即一类极其炙热的系外行星。这些气态行星体积巨大,通常比其他一些系外行星更明亮、更容易探测。WASP 的半径约为木星的 1.8 倍。

它绕着一颗比太阳更热的恒星运行。所有热木星都是如此,它们绕着恒星运行的距离比水星(离太阳最近的行星)还要近得多。而且像 WASP 一样,大多数热木星由于其位置,绕主星运行的速度很快。

“如果它再靠近恒星一点,那么引力潮汐力就会非常大,以至于它会被物理撕裂,”埃文斯-索马说。


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JWST 的近距离观察

尽管天文学家已经使用哈勃空间望远镜对这颗行星进行了大量观测,但新的、功能更强大的 JWST 使得科学家们能够更近距离地观察其构成。

“我们能够以比以前更长的波长观测它,”埃文斯-索马说。

这意味着他们能够观察 WASP 完成绕其主星的完整轨道,并记录下该行星的热辐射。总共,天文学家对该行星进行了大约 40 小时的观测。JWST“极其稳定”,这意味着它允许研究人员看到变化来自行星本身,而不仅仅是望远镜抖动的结果。

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也许最重要的是,JWST 使得研究人员能够在该行星中检测到以前从未检测到的新分子,例如甲烷、一氧化碳和一氧化硅。

特别是甲烷的发现令人惊讶,因为它通常被认为存在于像天王星和海王星这样较冷的行星上。它还被发现是一颗富碳行星。

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这告诉我们关于 WASP 形成的信息

这些气体的构成表明 WASP 必然是在很远的地方形成,然后长途跋涉才到达现在所环绕的恒星附近。

WASP 是由微小的气体碎石聚集而成,然后在高温下汽化并最终形成了这颗行星。由于它具有富碳环境,它可能是在富含甲烷的碎石汽化并向大气中释放大量碳的区域形成的。埃文斯-索马说,研究人员能够根据其成分推断出该行星的形成地点。

最终,这项研究帮助我们以一种前所未有的方式描绘了热木星的形成图景。

“它帮助我们解释了这些热木星行星,它们一直是个谜,因为我们没想到它们会如此靠近它们的宿主恒星,”埃文斯-索马说。

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文章来源

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Sara Novak 是一位常驻南卡罗来纳州的科学记者。除了为《发现》杂志撰稿外,她的作品还发表在《科学美国人》、《大众科学》、《新科学家》、《塞拉杂志》、《天文学杂志》等众多刊物上。她毕业于佐治亚大学格雷迪新闻学院,获得新闻学学士学位。她还在约翰霍普金斯大学攻读科学写作硕士学位(预计 2023 年毕业)。

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    Sara Novak

    Sara Novak 是一位科学记者,也是《Discover Magazine》的特约撰稿人,她报道关于气候、心理健康和古生物学的最新科学研究。

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