天文学家在WASP-189b大气检测到氧化钛和几种金属

一般来说,行星的大气温度会随着高度增加而降低,除非存在引起温度反转的短波吸收器,当地球的大气中臭氧就扮演着这样的角色,而在高度辐照的系外行星大气中,预测其为氧化钛和氧化钒。利用高精度光谱仪,天文学家在超热木星WASP-189b大气中检测到氧化钛,还探测到包括中性和单电离的铁、钛、铬、镁、钒和锰等金属。

WASP-189也称为HD 133112,距离我们约322光年,位于天秤座,是一颗7.3亿年的A型恒星。比太阳大,温度高出太阳摄氏2,000多度,因此看起来发出蓝色光芒。

WASP-189b于2018年发现,在2020年被CHEOPS太空望远镜观测到,并对其进行了光度观测,包括对轨道参数的精确测量。WASP-189b是一颗气态巨行星,半径约为木星的1.6倍,距离其母恒星WASP-189约为0.05天文单位(约地球到太阳距离的1/20),绕母恒星公转周期为2.7天。因非常靠近炽热的A型母恒星,因此平衡温度高达摄氏2,368度。由于WASP-189b是目前已知最明亮的凌日行星系统之一,因此非常适合对其大气进行光谱研究。

天文学家使用智利拉西拉天文台3.6米ESO望远镜的高精度径向速度行星搜索器(HARPS)光谱仪,观察在三次凌日中WASP-189的光谱。研究人员通过测量其穿过行星大气层的光,发现行星大气中的气体吸收了一些星光,就像是臭氧吸收了地球大气中的一些阳光般,留下了其特有的“指纹”。在WASP-189b大气中留下“指纹”的气体包括铁、铬、钒、镁和锰,此外还检测到氧化钛,氧化钛能吸收短波辐射,如紫外线辐射。这表示WASP-189b大气中的一层有类似于地球上臭氧层的作用。

研究人员表示,这些不同气体的“指纹”与预期略有改变,强风或其他过程可能产生了这些变化,而且由于不同气体的指纹以不同的方式改变,因此认为它们存在于不同的层中,就像地球上的水蒸汽和臭氧的指纹从远处看会有不同的改变,因为它们大多发生在不同的大气层中。该研究结果发布于《Nature Astronomy》期刊上。

来自Cheops观测到的WASP-189。 (Source:ESA)

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