詹姆斯·韦伯空间望远镜揭示遥远、地狱般系外行星的炽热起源

利用美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韦伯空间望远镜()的科学家们,发现了遥远、炽热系外行星WASP-121b的动荡历史,这颗行星正被恒星拉伸和炙烤。

这颗行星位于距离我们大约900光年的地方,围绕一颗比我们的太阳更亮、更热的恒星运行。这颗行星被锁定在一个灼热的30小时轨道上,距离它的恒星非常近,强烈的潮汐力将其扭曲成类似橄榄球的形状,使其濒临被引力撕裂的边缘。行星的一侧永久面向其恒星,温度超过3,000°C(5,400°F),足够使其降下液态铁雨。即使是在永远处于夜晚的另一侧,其温度也达到1,500°C(2,700°F)。这种极端环境使得WASP-121b成为有史以来观测到的最具敌意的行星之一,也是行星科学研究的宝贵目标。

利用JWST的近红外光谱仪(NIRSpec),由澳大利亚纽卡斯尔大学的天文学家Thomas Evans-Soma领导的团队,在行星大气层中探测到了一系列分子,每种分子都携带了关于其戏剧性旅程的化学线索。这些分子包括水蒸气、一氧化碳、甲烷,以及行星大气层中首次发现的一氧化硅。

它们共同讲述了WASP-121b的戏剧性起源故事,该故事由蒸汽和岩石构成,于6月2日发布。

“研究像WASP-121b这样的超热行星的化学成分,有助于我们了解气态巨行星大气层在极端温度条件下的运作方式,”英国开放大学的行星科学家,同时也是这两项新研究的共同作者Joanna Barstow在一份声明中说。

这两项研究的结果都表明,WASP-121b并非形成于今天所在的位置。相反,它很可能起源于其行星系统中更冷、更遥远的区域,类似于我们太阳系中和之间的区域。在那里,它会积累富含甲烷的冰和重元素,在其不断增长的大气层中嵌入独特的化学特征。

后来,引力相互作用——可能与其他行星的相互作用——会将WASP-121b向其恒星螺旋推进。随着它越来越近,其冰冷、富氧的砾石供应将被切断,但它应该能够继续收集富含碳的气体。这将解释为什么这颗行星今天的大气层中碳比氧多,这种化学失衡为它穿越星盘的旅程提供了快照。

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