科学家分析遥远系外行星大气层,结果相当有趣

科学家在一颗距离地球约520光年外的系外巨行星发现云,观测资料甚至可分辨出云层高度及上层大气结构。

2016年发现的WASP-127b是热土星,一年只有4.2天,体积为木星1.3倍,质量只有木星0.16倍,与土星平均密度接近,意味大气层较稀薄,非常适合做大气光谱分析。一组研究团队结合哈勃太空望远镜及地面甚大望远镜(Very Large Telescope)两个光学观测数据,分析WASP-127b大气层。

上左为太阳与木星、地球比较,上右为WASP-127恒星系统大小比较,下为太阳与水星的距离及WASP-127b与母恒星的距离比较。 (Source:Europlanet Society)

要弄清楚系外行星的大气组成相当棘手,多数无法直接看到的系外行星都是凌日法观测,在这前提下,系外行星大气层也会影响光线亮度,但必须使用分辨率更高的仪器,光谱不同波长可能会被不同元素吸收,借这项特性,科学家可了解系外行星的大气层含什么物质。

研究团队分析后发现此行星有钠,但所在高度比预期低。另外红外波段有强烈水汽信号,但可见光波段却没有,表示云层成分是对可见光不透明而对红外线透明。团队还将高分辨率光谱吸收信息将云层高度降到惊人的云层厚度,大气压力仅0.3~0.5毫巴。

科学家仍然无法确切得知云组成,但可肯定这颗系外行星的大气层绝非水组成,钠发现位置也令人意想不到,且WASP-127b轨道不仅与恒星自转方向不同,几乎是绕着恒星两极运行,这系统认为约有100亿年历史,或许造成这样排列可能过去是受未知伴星影响,所有独特特征使WASP-127b成为未来将深入研究的行星。

研究发布于《天文学与天文物理学》期刊,并于今年欧洲行星科学会议发布。