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2024-04-30 14:50:05

CHEOPS在系外行星上检测到彩虹

导读 CHEOPS 太空望远镜的科学运营中心位于日内瓦大学 (UNIGE),正在提供有关神秘系外行星 WASP-76b 的新信息。这颗超热巨星的特点是在其东...

CHEOPS 太空望远镜的科学运营中心位于日内瓦大学 (UNIGE),正在提供有关神秘系外行星 WASP-76b 的新信息。这颗超热巨星的特点是在其东部明暗界线(将其夜晚面与白天面分开的虚拟线)上观察到的光量与在其西部明暗界线上观察到的光量之间不对称。这种特性被认为是由于“荣耀”,一种类似于彩虹的发光现象,如果来自恒星(系外行星围绕其运行的“太阳”)发出的光被组成的云反射,就会发生这种现象。完全均匀的物质。如果这一假设得到证实,这将是在太阳系之外首次检测到这种现象。这项工作是与欧洲航天局 (ESA) 和伯尔尼大学 (UNIBE) 合作开展的,发表在《 天文学与天体物理学》杂志上。

WASP-76b 是一颗超热巨行星。它绕主恒星运行的距离比水星绕太阳运行的距离近倍,在地球上接收到的辐射是太阳辐射的四千多倍。 “这颗系外行星因恒星的强烈辐射而&luo;膨胀&ruo;。因此,虽然它的质量比我们的表亲木星小 10%,但它的大小几乎是木星的两倍,”UNIGE 理学院天文学系助理教授、该研究的合著者莫妮卡·伦德尔 (Monika Lendl) 解释道。

自 2013 年发现以来,WASP-76b 一直是天文学家密切关注的对象。一幅奇怪的般的景象出现了。行星的一侧始终面向恒星,温度高达 2,400 摄氏度。在地球上形成岩石的元素在这里熔化并蒸发,然后在稍微凉爽的夜晚凝结,形成铁云,滴下熔化的铁雨。

CHEOPS 的重要贡献

对于天文学家来说,最令人不安的观察之一是行星的两个明暗界线之间的不对称性。明暗界线是分隔行星白天和黑夜两侧的假想线。就 WASP-76b 而言,观测结果显示,与西边的明暗界线相比,从行星东边的明暗界线发出的光量有所增加。

为了解开这个谜团,天文学家在三年内使用 CHEOPS 太空望远镜进行了不少于 23 次观测。欧洲航天局的卫星由瑞士驾驶,其科学运营中心位于 UNIGE 天文学部,观测到了行星的多次次食(当它经过恒星后面时)和几条相位曲线(在行星完整旋转期间连续观测)。行星)。

将这些新数据与其他望远镜(TESS、哈勃和斯皮策)的数据相结合,天文学家能够提出一个令人惊讶的假设来解释地球东侧过量的光通量:“这种意想不到的辉光可能是由葡萄牙天体科学与空间科学研究所的研究员、该研究的主要作者 Olivier Demangeon 解释道:“一种强烈的、局部的、各向异性的反射,即取决于方向的反射,我们称之为荣耀。”

太阳系之外的第一个

荣耀是地球上常见的现象。金星上也观察到了它们。当光被由完全均匀的水滴组成的云反射时,就会出现类似于彩虹的效果。就地球而言,这些水滴是由水制成的,但 WASP-76b 上这些水滴的性质仍然是个谜。它可能是铁,因为已经在地球极热的大气层中检测到了铁。在 WASP-76b 上检测到这种现象是太阳系以外的首次检测。

“在我们的太阳系之外从未观察到过这样的辉煌,因为这种现象需要非常特殊的条件。首先,大气颗粒必须几乎是完美的球形、完全均匀且足够稳定,才能长时间观测到。这些水滴必须直接被行星的主恒星照亮,并且观察者(在本例中为 CHEOPS)必须处于正确的位置,”Olivier Demangeon 解释道。

结果待确认

需要进一步的数据来确定 WASP-76b 东部终结者身上这种令人着迷的多余光线是一种荣耀。这一确认将证明由完美球形水滴组成的云的存在,这些水滴已经存在了至少三年,或者不断自我更新。为了让这样的云持续存在,大气温度也必须随着时间的推移保持稳定——这是对 WASP-76b 上可能发生的情况的令人着迷且详细的了解。

在如此远的距离检测如此微小的现象将使科学家和工程师能够识别其他同样重要的现象。例如,液态湖泊和海洋的星光反射——这是宜居性的必要条件。