哈勃探测到格利泽9827d大气中的水蒸气

天文学家利用NASA/ESA哈勃太空望远镜上的宽视场相机 3 (WFC3) 仪器在海王星以下系外行星 Gliese 9827d 的透射光谱中检测到了水蒸气。

Gliese 9827是双鱼座中一颗明亮的 K 型矮星，距离地球约 97 光年。

这颗恒星也被称为 GJ 9827、K2-135 或 EPIC 246389858，拥有三颗凌日大型系外行星，由 NASA 的开普勒/K2 任务最近发现。

最外层的行星Gliese 9827d (GJ 9827d) 每 6.2 天绕其母恒星运行一周，半径为 1.96 地球半径。

哈勃在 11 次凌日(即行星从其恒星前方经过的事件)中观测到了这颗行星，这些事件的间隔时间超过三年。

在凌日过程中，星光会穿过行星的大气层，并具有水分子的光谱指纹。

“这将是我们第一次能够通过大气探测直接表明，这些具有富含水大气层的行星实际上可以存在于其他恒星周围，”特罗蒂尔系外行星研究所的天文学家比约恩·本内克博士说。蒙特利尔大学。

“这是确定岩石行星上大气的普遍性和多样性的重要一步。”

“这么小的行星上有水是一个里程碑式的发现。马克斯·普朗克天文学研究所的天文学家劳拉·克雷德伯格博士说：“它比以往任何时候都更接近于描述真正的类地世界。”

然而，现在判断哈勃是否在蓬松的富氢大气中测量到了少量水蒸气，或者行星的大气是否主要由水组成，是原始氢/氦大气在恒星辐射下蒸发后留下的，现在还为时尚早。 。

“我们的观测计划是专门设计的，目的不仅是探测行星大气中的分子，而且是专门寻找水蒸气，”同样来自特罗蒂尔系外行星研究所的皮埃尔-亚历克西斯·罗伊博士说。蒙特利尔大学。

“无论是水蒸气占主导地位还是氢占主导地位的大气中的微小物种，这两种结果都将是令人兴奋的。”

“到目前为止，我们还无法直接探测到如此小行星的大气层。我们现在正在慢慢进入这种状态，”本内克博士说。

“在某些时候，当我们研究较小的行星时，一定会出现一个转变，这些小世界上不再有氢，而且它们的大气层更像金星(主要是二氧化碳)。”

由于格利泽 9827d 的温度与金星一样热，达到 427 摄氏度(800 华氏度)，如果大气主要由水蒸气组成，那么它肯定是一个不适宜居住的、潮湿的世界。

目前团队有两种可能性。

一种情况是，这颗行星仍然附着在富含氢和水的大气层中，使其成为一颗迷你海王星。

或者，它可能是木星卫星木卫二的温暖版本，其地壳下的水量是地球的两倍。

“Gliese 9827d 可能是一半是水，一半是岩石。在一些较小的岩石体顶部会有大量的水蒸气，”本内克博士说。

如果这颗行星有残留的富含水的大气层，那么它的形成位置一定比它现在的位置更远离它的主恒星，那里的温度很冷，水以冰的形式存在。

在这种情况下，行星会迁移到离恒星更近的地方，并受到更多的辐射。

氢被加热并逸出，或者仍在逸出行星弱引力的过程中。

另一种理论认为，这颗行星是在靠近炽热恒星的地方形成的，其大气层中含有微量的水。

“观察水是发现其他事物的门户，”美国宇航局艾姆斯研究中心的天体物理学家托马斯·格林博士说。

“哈勃的这一发现为 NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜未来研究这些类型的行星打开了大门。”

“通过额外的红外观测，韦伯可以看到更多东西，包括一氧化碳、二氧化碳和甲烷等含碳分子。”

“一旦我们获得了行星元素的总清单，我们就可以将它们与它绕轨道运行的恒星进行比较，并了解它是如何形成的。”

研究结果发表在《天体物理学杂志快报》上。