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距离我们33光年的地方,一颗只含有极少甲烷的行星以完全不符合理论模型的形式存在着,这让我们在寻找新地球的过程之中又碰上一个谜团。
NASA的斯皮策太空望远镜在一颗遥远的行星上发现了与理论模型预测不一致的异事:大小类似海王星的行星Gliese 436b(GJ 436b)上甲烷稀缺,而甲烷是我们太阳系众多行星上十分常见的化学物质。
斯皮策望远镜的发现,让理论学家开始忙着诠释GJ 436b甲烷失踪之谜。科学家认为,Gliese 436b可能代表了一种全新的大气类型。
在目前所建立的理论模型中,我们可以推导任何一个大气中混合了氢、碳和氧元素的行星,如果其表面温度能达到1000k(开氏温标,换算成摄氏温标为726℃),那么它被认为应该含有极其丰富的甲烷,以及少量的一氧化碳。中佛罗里这大学的科学家约瑟夫·哈灵顿说,他们试图在GJ 436b上发现甲烷,并不是想知道它是否存在生命形式,只是想知道其化学组成。GJ 436b这一类的行星本应有大量甲烷。这就像面包只有浸泡在蛋液中,经过油炸,最后才能做出燕麦片。
行星GJ 436b是西班牙和伦敦大学学院的天文学家利用行星凌日现象于2004年发现的。行星围绕恒星运动时,有时它会运动到恒星的前方,从地球上利用望远镜观察,可以在恒星的表面看到一个黑点,这种现象被称为“行星凌日”。有时它会运动到恒星的后方,发生类似日蚀的现象。
它的母星GJ 436是一颗M级的红矮星,位于狮子座中,距离地球33光年,它的半径只有太阳的42%,表面温度只有3318K(约3045℃)。GJ 436b是气态行星,距离母星仅400万千米,表面温度712k(439℃),公转一周只需z64地球日(2天1554\时),它最初被认为富含甲烷和微量一氧化碳,然而斯皮策望远镜却观察到了相反的结果。
斯皮策望远镜是利用名为“次蚀”(Secondary Eclipse)的现象从不同红外波长上测得GJ 436b的光谱信息,从而了解到其大气组成。所谓“次蚀”是指在恒星在行星消失前后的亮度差异。望远镜观测到的恒星亮度并不只包含恒星本身,它还包括了行星。只有当行星被恒星遮掩之后,此时的亮度才属于恒星所独有。因此将行星消失前的恒星亮度减去消失后的亮度,便得到了行星独特的信号。此现象被称为“次蚀”。
利用“次蚀”现象,天文望远镜能直接测量出行星在不同波长上的亮度值,得到行星大气组成信息。这种技术适用于观测轨道面与地球处于同一平面的行星系统。GJ 436b上的一氧化碳浓度很高,也发现了水和二氧化碳的痕迹,但甲烷的浓度却只有理论预测结果的十万分之一。
斯皮策望远镜于2005年首次使用了这项新技术,它帮助天文学家们发现了许多“热木星”。未来更大型的天文望远镜,例如将接替哈勃望远镜的詹姆斯·韦伯望远镜,将完全发挥该技术的潜力,帮助天文学家发现真正类地太阳系外行星。
NASA的斯皮策太空望远镜在一颗遥远的行星上发现了与理论模型预测不一致的异事:大小类似海王星的行星Gliese 436b(GJ 436b)上甲烷稀缺,而甲烷是我们太阳系众多行星上十分常见的化学物质。
斯皮策望远镜的发现,让理论学家开始忙着诠释GJ 436b甲烷失踪之谜。科学家认为,Gliese 436b可能代表了一种全新的大气类型。
在目前所建立的理论模型中,我们可以推导任何一个大气中混合了氢、碳和氧元素的行星,如果其表面温度能达到1000k(开氏温标,换算成摄氏温标为726℃),那么它被认为应该含有极其丰富的甲烷,以及少量的一氧化碳。中佛罗里这大学的科学家约瑟夫·哈灵顿说,他们试图在GJ 436b上发现甲烷,并不是想知道它是否存在生命形式,只是想知道其化学组成。GJ 436b这一类的行星本应有大量甲烷。这就像面包只有浸泡在蛋液中,经过油炸,最后才能做出燕麦片。
行星GJ 436b是西班牙和伦敦大学学院的天文学家利用行星凌日现象于2004年发现的。行星围绕恒星运动时,有时它会运动到恒星的前方,从地球上利用望远镜观察,可以在恒星的表面看到一个黑点,这种现象被称为“行星凌日”。有时它会运动到恒星的后方,发生类似日蚀的现象。
它的母星GJ 436是一颗M级的红矮星,位于狮子座中,距离地球33光年,它的半径只有太阳的42%,表面温度只有3318K(约3045℃)。GJ 436b是气态行星,距离母星仅400万千米,表面温度712k(439℃),公转一周只需z64地球日(2天1554\时),它最初被认为富含甲烷和微量一氧化碳,然而斯皮策望远镜却观察到了相反的结果。
斯皮策望远镜是利用名为“次蚀”(Secondary Eclipse)的现象从不同红外波长上测得GJ 436b的光谱信息,从而了解到其大气组成。所谓“次蚀”是指在恒星在行星消失前后的亮度差异。望远镜观测到的恒星亮度并不只包含恒星本身,它还包括了行星。只有当行星被恒星遮掩之后,此时的亮度才属于恒星所独有。因此将行星消失前的恒星亮度减去消失后的亮度,便得到了行星独特的信号。此现象被称为“次蚀”。
利用“次蚀”现象,天文望远镜能直接测量出行星在不同波长上的亮度值,得到行星大气组成信息。这种技术适用于观测轨道面与地球处于同一平面的行星系统。GJ 436b上的一氧化碳浓度很高,也发现了水和二氧化碳的痕迹,但甲烷的浓度却只有理论预测结果的十万分之一。
斯皮策望远镜于2005年首次使用了这项新技术,它帮助天文学家们发现了许多“热木星”。未来更大型的天文望远镜,例如将接替哈勃望远镜的詹姆斯·韦伯望远镜,将完全发挥该技术的潜力,帮助天文学家发现真正类地太阳系外行星。