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系外行星大氣中水雖常見但數量低于預期

2019-12-13 14:38:20  來源:浙江經濟網  有評論

據英國劍橋大學官網11日報道,該??茖W家領導的團隊對系外行星大氣化學成分進行了迄今最廣泛調查。結果表明,系外行星大氣中水很常見,但也稀少。研究結論挑戰了目前的行星形成理論,對在太陽系內外尋找水意義重大。

與氫相比,太陽系內巨行星大氣中的碳含量明顯高于太陽大氣中的,這種“超太陽”的豐度據信在行星形成時出現,而且,大量冰、巖石等在吸積過程中被帶入行星內部??茖W家由此預測,系外巨行星大氣中其他元素的豐度也同樣很高,尤其是氧氣,是繼氫、氦之后含量最豐富的元素。這意味著,作為氧氣主要載體的水在其大氣中也會很豐富。

此次,研究人員借助來自19顆系外行星的大氣數據,獲得了其化學和熱學性質的詳細測量結果。這些行星大小不一,從近10倍地球質量的“小海王星”到600多倍地球質量的“超木星”;溫度從約20℃—2000℃以上。它們圍繞不同類型的恒星運行。

研究人員報告了14顆系外行星大氣中水蒸氣的豐度及6顆系外行星大氣中鈉和鉀的含量。與其他元素相比,這些大氣中的氧氣幾乎已經耗盡。結果發現,雖然水蒸氣在很多系外行星的大氣中普遍存在,但其數量卻遠低于預期;而在某些系外行星中發現的其他元素的含量與預期相符。

天文研究所負責人尼庫·邁德胡蘇德汗博士說:“我們首次看到了系外天體大氣的化學模式,結果表明它們的化學組成豐富多樣。而在圍繞各種恒星運行的眾多系外行星大氣中,水的含量非常低,這一點令人難以置信。”

研究主要作者、天文學研究所博士研究生路易斯·韋爾班克斯表示:“考慮到我們還無法測量太陽系中巨行星(包括木星)大氣中化學物質的豐度,能測量太陽系外行星大氣中這些化學物質的豐度非比尋常。”

邁德胡蘇德汗表示,最新結果表明,不能再假設不同化學元素在行星大氣中具有同樣的豐富,這對現有幾個理論模型發起了挑戰。他們計劃在未來的研究中增加系外行星樣本的質量大小,以獲得更多結果。“鑒于水是地球宜居的關鍵因素,因此,知道我們能在系外行星中找到多少水非常重要。”

來源:科技日報

責任編輯:陳嘉靖


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