来自JWST的新观测显示了一颗遥远行星的分子和化学肖像,绘制了它的形成历史。
华威大学领导的一项国际研究今天揭示了700光年外一颗行星的早期起源
·著名的JWST被用于调查遥远行星WASP-39b的大气,跟踪其历史和在太空中的迁移
WASP-39b是一颗系外行星(太阳系外的行星),距离地球700光年。它由气体组成,温度极高,在短短四天内围绕其主星运行(就像地球围绕太阳运行一样),自十年前被发现以来,它的质量与土星相似,大小与木星相似,令科学家们着迷。
这项研究使用光谱学(分析被分解成不同波长的光)来确定系外行星的碳氧比,这是一个重要的发现,为它的形成地点和随后的迁移提供了线索。
当这颗行星从它的恒星前面经过时,JWST跟踪了它,使恒星的一些光通过行星的大气层。大气中不同类型的化学物质吸收不同波长的光,使天文学家能够计算出存在哪些分子。这种方法在地面和太空望远镜如哈勃太空望远镜之前已经成功应用。JWST的优势在于其独特的红外波长范围,天文学家现在能够研究以前无法接触到的广泛分子。
这是天文学家们正在研究的一个问题,即巨大的行星如何能够如此接近它们的主恒星。该研究的主要作者,华威大学的研究生Eva-Maria Ahrer说:“关于这些气体巨星是如何形成的,以及在它们的一生中是如何向其主恒星内部移动的,已经提出了各种模型。”行星的组成可以告诉我们更多这方面的信息。在WASP-39b的情况下,光谱学揭示了大气中相对于氧气的碳含量较低,这表明系外行星形成时离它的主恒星更远,因为迁移得更近,到一个更接近它的恒星的位置——现在甚至比水星离太阳更近。”
这项研究是凌日系外行星研究社区早期发布科学(ERS)计划更广泛努力的一部分。他们报告说,在这颗遥远的行星的大气中检测到钾、钠、二氧化碳、水和一氧化碳。科学家们还报告说,数据中没有甲烷和硫化氢的预期特征。
这个ERS项目旨在尽快为系外行星研究界提供可靠的JWST数据。这一合作最近取得了巨大成功,《自然》杂志发表了首次在同一颗系外行星上探测到二氧化碳的消息。
华威大学的Peter Wheatley教授是这项研究的合著者,他补充说:“与世界各地的科学家合作,与NASA合作并使用JWST,这是一种真正的特权。与离家更近的科学家合作也很棒,比如在华威大学完成博士学位的詹姆斯·柯克(James Kirk)。
“虽然WASP-39b是一颗巨大的行星,拥有巨大的大气层,而且距离恒星太近,不适合生命居住,但这项研究证明了光谱学在理解系外行星大气化学成分方面的力量——希望有一天我们能够为其他类似地球的遥远行星做到这一点。”
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。