系外行星至今的大气化学组成的最广泛的调查,揭示了趋势的行星形成挑战现有理论,并有在太阳系内外寻找水的启示。

我们看到的只是地球外的世界是如何不同可以在它们的化学组成方面

nikku madhusudhan

一个研究小组,由正规皇冠牵头,由19颗系外行星大气中获取它们的化学性质和热的详细的测量中使用的数据。在研究中跨度的系外行星大范围的规模 - 从近10至600个地球质量的地球质量“超级木星”“迷你海王星” - 和温度,从近20℃到超过200℃。就像在我们太阳系巨行星,其大气中含有丰富的氢,但不同类型的这些恒星轨道。

研究人员发现,当水蒸汽,在很多系外行星的大气普遍,金额低于预期令人惊讶,而大量的其他元素发现的一些行星是符合预期。该 结果,这是一个为期五年的研究计划太阳系外行星大气层的化学成分的一部分,在报告 在天体物理学杂志通讯.

“我们看到化学图案的外星世界第一迹象,我们看到的只是他们如何不同可以在它们的化学组成方面表示,”项目负责人nikku madhusudhan博士从天文学研究所在剑桥,WHO五年前第一次测量低水蒸气丰巨系外行星。

在我们的太阳系,相对于氢巨行星的大气碳的量明显高于太阳。这种“超级现场”丰被认为具有当发源于行星正在形成,冰,岩石和其他粒子的大量被带入一个叫做吸积过程的星球。

其它元素的丰度已经被预测到高是类似地在巨外行星的气氛 - 尤其是氧气,这是在氢和氦后宇宙中含量最丰富的元素。这意味着,水,氧的显性载体,预计也可由overabundant在这种大气压。

研究人员利用从空基和陆基望远镜的大量光谱数据,其中包括哈勃太空望远镜,斯皮策太空望远镜,甚大望远镜在智利和加那利大型望远镜在西班牙。可用的观察,随着详述的计算模型,统计方法,和钠和钾的原子特性的范围内,允许研究人员获得在整个样品的外行星大气压化学丰度的估计。

该小组报道几乎在19个行星14的水蒸气的丰度,并且在每个六颗行星丰钠和钾。他们的结果表明相对于其他化学元素氧的消耗,并提供线索到如何将这些系外行星可能没有冰的大幅积已经形成。

“这是难以置信的看到在宽范围内的行星轨道各种星,的大气压这样的低丰度水”说Madhusudhan。

“测量这些化学物质的丰度在系外行星大气的非同寻常,考虑到我们已经无法去过做巨行星一样在我们的太阳系还包括木星,离我们最近的巨型气体的邻居说,”路易斯welbanks,主要作者的研究和博士生天文研究所。

努力测量各种水在木星的大气层,NASA目前包括朱诺任务,已被证明具有挑战性。 “既然木星是那么冷,在它的大气的任何水蒸汽将被冷凝,使之难以测量,”说welbanks。 “如果水丰木星被发现是多如预测的,那就意味着它的形成,我们在目前的研究,在看着外行星以不同的方式。”

“我们期待着在今后的研究,提高我们这个星球的样本大小”说Madhusudhan。 “不可避免的是,我们希望找到离群目前的趋势,以及其他化学物质的测量。”

这些结果表明,可以不再被认为是行星大气层同样丰富的不同的化学元素,在模型中的若干理论挑战的假设。

“由于水是一个关键因素,以我们在地球上可居住的概念,重要的是要知道有多少水可以超越我们自己,行星系统中找到”说Madhusudhan。

参考:
湖welbanks,N。 Madhusudhan,N。阿拉德,等去了。 “趋势质金属丰系外行星距离h的大气中的含量过境2或者,Na和K“天体物理学杂志通讯(2019)。 DOI:10.3847 / 2041-8213 / ab5a89


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