最新在独特系外行星上发现多种金属以及水的迹象

一个国际研究小组在一颗密度最小的系外行星上发现了多种金属的“指纹”。来自剑桥大学(University of Cambridge)和西班牙卡纳里亚斯天体物理研究所(Instituto de Astrofisica de Canarias, IAC)的研究小组利用“重力望远镜卡纳里亚斯”(GTC)观测WASP-127b,这是一颗巨大的气态行星,拥有部分晴朗的天空和大气中金属的强烈特征。研究结果已在《天文学与天体物理学》杂志上发表。WASP-127b半径是木星的1.4倍,但只有木星质量的20%。

系外行星系统概念图,图片:NASA/JPL-Caltech

博科园-科学科普:这样一颗行星在我们的太阳系中没有类似的东西,即使在迄今发现的数千颗系外行星中也很罕见。需要超过四天轨道其母恒星,它的表面温度大约为1400 K(1127°C)。WASP-127b的观测结果显示,其大气中存在大量的碱金属,这使得在系外行星上首次同时探测到钠、钾和锂。钠和钾的吸收非常广泛,这是相对清晰的特点。根据研究人员所做的建模工作,WASP-127b的天空大约有50%是清晰的。IAC的博士后研究员、该研究的第一作者郭晨博士说:这颗行星的特殊特征使我们能够对它丰富的大气成分进行详细的研究,锂的存在对了解行星系统的进化史很重要,也可以揭示行星形成的机制。

这颗行星的主恒星WASP-127也富含锂,它可能指向AGB恒星,一颗比太阳亮数千倍的亮红色巨星或者是一颗超新星,丰富了这个星系起源的物质云。研究人员还发现了水的可能迹象。另一位来自IAC的研究报告的合著者,Enric Palle说:虽然这种检测在统计上并不显著,因为在可见范围内,水的特征是微弱的,但我们的数据表明,在近红外波段的额外观测应该能够探测到它。研究结果显示了地面望远镜对行星大气研究的潜力。来自剑桥大学天文研究所的Nikku Madhusudhan博士说:在行星大气中发现锂元素这样的微量元素是一个重大突破,并激发了新的后续观测和详细的理论模型,以证实这些发现。

刚刚开始用陆基望远镜探测系外行星的大气层,但相信,这也将成为未来用太空望远镜研究系外行星的参考,比如哈勃望远镜的继任者詹姆斯韦伯望远镜。这些未来的研究将揭示WASP-127b的详细性质,作为这一新型极低密度系外行星的基准。WASP-127b观测是使用GTC的OSIRIS仪器进行的,该仪器来自Garafia (La Palma)的Roque de los Muchachos天文台。

博科园-科学科普|参考期刊文献:Astronomy & Astrophysic|来自:剑桥大学