詹姆斯·韦伯望远镜探测到遥远恒星系统中“地狱星球”55?Cancri?e周围的大气层

作者:小菜 更新时间:2024-11-28 点击数:
简介:一位艺术家对55 Cancri e的演绎,这可能是第一颗被证实有大气层的岩石系外行星。

(图片来源:uux.cn美国国家航空航天

【菜科解读】

詹姆斯·韦伯望远镜探测到遥远恒星系统中“地狱星球”55 Cancri e周围的大气层


一位艺术家对55 Cancri e的演绎,这可能是第一颗被证实有大气层的岩石系外行星。

(图片来源:uux.cn美国国家航空航天局喷气推进实验室)


(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(乔安娜·汤普森):“地狱星球”能有大气层吗?在5月8日发表在《自然》杂志上的一篇新论文中,使用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的研究人员可能最终破解了这一长达数十年的系外行星之谜,并在这样做的过程中探测到了太阳系外岩石世界周围存在大气层的最佳证据。


55 Cancri e是一个火热的世界。

这颗系外行星被归类为岩石“超级地球”,直径是地球的两倍,围绕其恒星运行的距离仅为水星和太阳之间距离的4%。

它的表面可能覆盖着熔融的岩浆海,环境温度足以融化铁。


自从2004年发现55 Cancri e以来,科学家们一直对它存在的各个方面感到困惑:它的轨道周期、密度,最重要的是它的大气层。

起初,研究人员不确定这颗系外行星是否能支撑大气层;一些人认为它只是太热了,离恒星太近了。

但JWST的新证据表明,55 Cancri e确实被一层气体覆盖——尽管这是一层不寻常的气体。


这个超级热的超级地球有大气层的第一个迹象来自一个奇怪的温度测量。

研究人员使用JWST的中红外仪器(MIRI)测量了55 Cancri e白天的热排放。

如果地球没有大气层,其白天温度将飙升至4000华氏度(2200摄氏度)左右。

但这不是MIRI发现的。


“相反,MIRI的数据显示温度相对较低,约为2800华氏度[1500摄氏度],”该研究的主要作者、美国国家航空航天局喷气推进实验室的天文学家胡仁宇在一份声明中说。

这一读数表明,有某种东西——很可能是大气流——正在将热量从地球的白天转移到夜晚。


接下来,胡的团队使用近红外相机(NIRCam)仪器来确定这种疑似大气中可能存在哪些元素。

他们发现了二氧化碳或一氧化碳气体在行星熔融岩石表面旋转的证据。


但研究人员怀疑,自行星形成以来,这种气体层就不存在了——这样的大气层会被附近恒星的太阳风迅速而猛烈地剥离。

相反,他们认为富含碳的“次级大气”正在从地球内部冒出。

这将允许大气不断地自我补充,即使气体会蒸发掉。


研究合著者、新墨西哥大学系外行星研究员戴安娜·德拉戈米尔对55 Cancri e进行了10多年的研究,她对研究结果感到特别兴奋。

她在声明中说:“我们得到的观测结果都没有有力地解开这些谜团,这真的很令人沮丧。

”。

“我很高兴我们终于得到了一些答案!”

世界最神秘十大未解之谜:生命的基石可以在年轻恒星周围迅速形成

据美国太空网(Robert Lea):长期以来,科学家们一直在质疑,生命所需的复杂分子是如何在太阳年轻时的动荡和暴力环境中形成的。

理论上,一种名为球粒陨石的陨石家族为地球提供了适合生命的物质。

但问题是,首先是如何将含有碳、氮和氧等元素的复杂有机分子密封在这些陨石中的?新的研究表明,这些大分子(生命的基本组成部分)形成的热点可能是婴儿恒星周围旋转物质盘中的所谓尘埃陷阱。

在这里,来自中心年轻恒星的强烈星光可以在短短几十年内照射积累的冰和尘埃,形成含碳大分子,这是相对快速的。

这意味着当较大的星子形成行星时,大分子可能已经存在,或者它们可能以小鹅卵石的形式密封在小行星中。

这些小行星可能会在太空中反复碰撞而破裂,形成更小的天体。

其中一些可能以陨石的形式到达地球。

含有复杂分子的冰粒子的图示(图片uux.cn/ESO/L.Cal ada)伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室的团队成员Paola Pinilla告诉Space.com:在行星可能需要容纳生命的大分子物质的形成中,发现集尘器的新的关键作用是令人难以置信的。

集尘器是尘粒生长为鹅卵石和星子的有利区域,而鹅卵石和星子子是行星的组成部分。

Pinilla解释说,在这些区域,非常小的粒子可以通过持续的破坏性碰撞不断地被重建和补充。

这些微小的微米级颗粒可以很容易地被提升到围绕婴儿恒星的扁平恒星形成物质云的上层,称为原行星盘。

Pinilla说,一旦到达这里,这些粒子就可以从它们的婴儿恒星接收适量的辐射,从而有效地将这些微小的冰粒子转化为复杂的大分子物质。

在实验室里复制太阳系的早期像太阳这样的恒星是在巨大的星际气体和尘埃云中形成过度密集斑块时诞生的。

首先成为原恒星,婴儿恒星体从其诞生云的剩余部分收集物质,堆积在其核心中引发氢与氦核聚变所需的质量上。

这是定义恒星主序星寿命的过程,对于围绕太阳质量的恒星来说,这一寿命将持续约100亿年。

这颗年轻的恒星被一个原行星盘包围着,原行星盘是在它的创造和提升到主序星过程中没有被消耗的物质。

顾名思义,植物是从这种物质和圆盘内形成的,但它也解释了彗星和小行星的起源。

我们的太阳系大约在45亿年前经历了这个创造过程。

之前在地球实验室进行的研究表明,当这些原行星盘受到星光照射时,它们内部可以形成数百个原子的复杂分子。

这些分子主要由碳构成,类似于黑烟或石墨烯。

围绕婴儿恒星PDS 70的原行星盘至少有两颗正在形成的行星。

(图片uux.cn/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty等人)尘埃阱是原行星盘中的高压位置,分子的运动在这里减慢,尘埃和冰粒可以积聚。

这些区域的较慢速度可以使颗粒生长,并在很大程度上避免导致碎片化的碰撞。

这意味着它们可能对行星的形成至关重要。

该团队想知道星光给这些区域带来的辐射是否会导致复杂的大分子形成,并使用计算机建模来测试这一想法。

该模型基于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)收集的观测数据,该阵列由智利北部的66台射电望远镜组成。

莱顿大学的团队成员Nienke van der Marel说:我们的研究是天体化学、ALMA观测、实验室工作、尘埃演化和太阳系陨石研究的独特结合。

我们现在可以使用基于观测的模型来解释大分子是如何形成的,这真的非常酷。

该模型向团队透露,在除尘器中创建大分子是一个可行的想法。

伯尔尼大学的团队负责人Niels Ligterink说:当然,我们原本希望得到这样的结果,但令人惊讶的是,结果如此明显。

我希望同事们能更多地关注重辐射对复杂化学过程的影响。

大多数研究人员专注于几十个原子大小的相对较小的有机分子,而球粒陨石大多含有大分子。

在不久的将来,我们期待着使用阿塔卡马大型毫米阵列(ALMA)等强大的望远镜进行更多的实验室实验和观测来测试这些模型,Pinilla总结道。

该团队的研究于周二(7月30日)发表在《自然天文学》杂志上。

令科学家困惑的宇宙未解之谜:太阳?属于一颗炽烈的恒星太阳系老大

地球在宇宙中虽然比较渺小,但是确是独一无二的生命星球。

万物生长需要都需要阳光,所以大家看到天上的太阳就是我们生命老大,主宰着世间所有的一切。

那么太阳是什么星呢?其实是一颗炽烈的恒星,下面小编就来揭开这颗行星的神秘之处。

太阳是属于恒星天上的太阳高高照,世间万物生长需要阳光,没有它则是一片黑暗。

在宇宙中太阳是太阳系中心的一颗恒星,我们地球就是围绕着太阳进行公转。

太阳的质量主要由四分之三的氢、以及少量重元素组成的。

太阳温度是非常高的,其表面温度为5770度,而中心温度为1500万度,还具有4000亿个大气压,若是在表面冒一个泡就相当于一百亿枚核弹爆炸威力,大家看起来是不是觉得特别恐怖,所以是一个威力巨大的火球。

太阳70亿年后消失就科学家研究得知,太阳目前寿命是在45.7亿岁,大约还过70一年后就是消失。

于是许多人就担心地球将来会怎么办呢?会不会也随着太阳走向灭亡呢?其实大家也不用过于担心,或许那个时候人类已经达到了主宰宇宙空间了,能够有效避免地球受到伤害。

太阳有生命吗在近期关于太阳是否有生命存在不少争论,例如美国航天局拍到了有飞船在太阳附近活动。

许多人猜想是不是有更高级的生命存在了,不过截止目前人类还没有发现太阳有生命迹象,只能说在以后科学逐步发达,去发现这些未知的事物。

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