我们迄今已在十几个系外行星大气发现水蒸气迹象,但太阳系行星常见的甲烷仍难以捉摸。最近韦伯太空望远镜观测系外行星 WASP-80b,幸运看见明显甲烷光谱特征,探索这种化学成分能捎来更多有关地球诞生、成长、进化资讯。
木星、土星、天王星、海王星等太阳系行星大气层中存在大量甲烷,但系外行星大气寻找甲烷分子的成果却遥遥无期。
直到最近,亚利桑那州立大学与 BAERI 研究所天文学家们长期头投入研究的系外行星 WASP-80b,在韦伯太空望远镜观测下带来好消息。
WASP-80b 属于热木星,温度约 551℃,每 3 天绕母星公转一周,距我们 163 光年。由于这颗行星与母恒星距离极近,两者距离我们又很远,因此试图分开观察 WASP-80b 与母恒星的光,就像试图从 15 公里外看一根头发。
即使最先进韦伯太空望远镜也无法直接看清 WASP-80b,因此研究人员需透过凌日法等方法研究。
现在,该团队利用韦伯太空望远镜 NIRCam 相机测量 WASP-80b 的传输光谱和日食光谱,成功在 WASP-80b 大气看到极度明显的水与甲烷吸收光谱特征,与我们在太阳系巨行星光谱看到的结果相差无几。
韦伯太空望远镜 NIRCam 相机测量 WASP-80b 的传输光谱和日食光谱。
团队使用 2 种模型解释该光谱,模拟此条件下行星大气层可能长什么样子,两者都得出明确检测甲烷的结论。
探索 WASP-80 b 的化学成分可以知晓系外行星特征、形成演化史,还可以让团队推断大气中碳与氧原子的比率。
不过这并非韦伯太空望远镜第一次发现系外行星大气存在甲烷,比如今年早些时候,望远镜就在系外行星 K12-18b 周围发现此类分子。
新论文发表在《自然》(Nature)期刊。
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