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韦伯望远镜“明天”可能发现“外星人”

作者:黑科技在身边

韦伯望远镜在8月份公布了WASP-39b大气层含二氧化碳的光谱图。这不仅说明了韦伯不负众望,也说明它能力强大。韦伯最近火力全开,用4台仪器观测了WASP-39b,一个百余人外国团队研究了光谱图,得出最新研究结果。光论文就写了5篇,可谓收获满满。它们不仅发现了水,还发现了二氧化硫、一氧化碳、钠和钾。

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WASP-39b是韦伯观测系外行星的训练星。WASP-39b为什么这么幸运,成为韦伯观察的第一颗系外“螃蟹”?WASP-39b的先天条件太好了。它距离地球700光年,母恒星和太阳差不多。质量相当于土星,体积比木星稍大,距母恒星只有720万公里,这是水星到太阳距离的8分之一。WASP-39b很可能被潮汐锁定,向阳的一面温度高达900摄氏度。这么臃肿,又距离恒星很近。它不仅公转速度快,而且挡的光比较多,用凌日法观测简直太完美了。堪称“热土星”中的状元。

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给科学家一颗原子,他能给你还原出一个世界的样貌。科学家是怎么发现,WASP-39b大气成分的呢?以水为例,母恒星发出的光照射到热土星的大气层中,水分子“拦路抢劫”,吸收了光中的特定谱线,之后放走了这粒光子。这粒光子被韦伯捕获,读出的谱线少了点什么?科学家一看便知。发现其它成分也是这个原理。

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到目前为止,我们还么没有一张WASP-39b的完整图像。科学家发现其大气层中这么多的分子原子组成,能给我们还原出怎样的WASP-39b世界?

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首先,“热”。

叫它“热土星”一点不为过,其表面900摄氏度的高温,太阳系中哪个星球能望其项背。离太阳最近的水星,白天只有428摄氏度。太阳系地表极值金星只有452摄氏度。这种和恒星不要命的近距离接触,催生出一段浪漫的宇宙挽歌。WASP-39b每秒钟被恒星吸走的质量大约在几百吨到数千吨,不要命的“舔功”堪称一流。大约再过几万年,它就能永远投入“女神”的怀抱。

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其次,首次发现系外行星光化学的具体证据--二氧化硫。二氧化硫是母星发出的高能光引发的化学反应产生的分子。在地球上,高层大气中的臭氧层也是这么产生的。

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再次,韦伯以更高分辨率观测了WASP-39b的二氧化碳,提供的数据是之前观测报告的两倍。同时,检测到一氧化碳(CO),但韦伯数据中没有明显的甲烷(CH4)和硫化氢(H2S)特征。如果存在,这些分子的含量非常低。

甲烷(CH4)是神仙气“屁”的主要成分,有了它就能大致说明系外行星上可能拥有碳基生命。硫化氢(H2S)是腐败的“碳基生命”经常产生的物质。

韦伯望远镜这把火力全开,没有对准超级地球们,要不外星人就藏不住了。可能“明天”就能发现它们!

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最后,是WASP-39b的形成史。

在系外行星大气层中拥有如此完整的化学成分名册,也让科学家们得以瞥见不同元素之间的丰度,例如碳氧比或钾氧比。这反过来又让我们深入了解这颗行星的形成历史。其碳氧比表明它形成于远离母恒星的地方。光化学反应生成二氧化硫表明,它从星子时期开始不断积累物质并向内移动,直到现在飞蛾扑火。

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科学家将尽快利用韦伯望远镜对TRAPPIST-1系统中的岩石行星大气层进行观测,以确定其光谱图像。再利用之前收集的火星等的光谱图像进行比较,进而得出系外行星环境的大致数据。

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外星人快藏好啊!我们拿着韦伯放大镜来找你们了!

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