詹姆斯·韋伯太空望遠鏡首次觀測到一顆系外行星的內部
時間：2025-12-10 02:42:32 來源：桑間濮上網 作者：休閑 閱讀：762次
一位藝術家的WASP-107 b概念展示了行星氣體外殼內的湍流大氣混合。資料來源：uux.cn/Roberto Molar Candanosa/約翰斯·霍普金斯大學
（神秘的斯韋首次地球uux.cn）據約翰霍普金斯大學（Roberto Molar Candanosa）：在類似棉花糖的行星WASP-107b中隱藏著數量驚人的低甲烷和超大核心。
根據詹姆斯·韋伯太空望遠鏡獲得的伯太部數據，這些發現標志著首次對系外行星核心質量的空望測量，并可能為未來對行星大氣層和內部的遠鏡研究奠定基礎，這是觀測尋找太陽系以外宜居世界的一個關鍵方面。
首席作者、到顆的內約翰斯·霍普金斯大學布隆伯格地球與行星科學杰出教授David Sing說：“觀察數百光年外的系外行星行星內部聽起來幾乎是不可能的，但當你知道它的詹姆質量、半徑、斯韋首次大氣成分和內部的伯太部溫度時，你就已經掌握了了解內部內容和核心有多重所需的空望所有信息。”。遠鏡“這是觀測我們現在可以為不同系統中的許多不同氣體行星做的事情。”
今天發表在《自然》雜志上的到顆的內這項研究表明，這顆行星的甲烷比預期少一千倍，核心質量是地球的12倍。
WASP-107b是一顆巨大的行星，被像棉花一樣蓬松的灼熱大氣層包裹，圍繞著一顆大約200光年外的恒星運行。它之所以膨脹是因為它的構造：一個木星大小的世界，質量只有木星的十分之一。
盡管它有甲烷——地球上生命的組成部分——但由于靠近母恒星且缺乏固體表面，這顆行星不被認為適合居住。但它可能為行星后期進化提供了重要線索。
在今天發表在《自然》雜志上的另一項研究中，其他科學家也用韋伯望遠鏡發現了甲烷，并對該行星的大小和密度提供了類似的見解。
Sing說：“我們想觀察與我們太陽系中的氣態巨星更相似的行星，它們的大氣層中有大量甲烷。”。“這就是WASP-107 b的故事變得非常有趣的地方，因為我們不知道為什么甲烷水平如此之低。”
藝術家的概念WASP-107 b，一顆大約200光年外的溫暖海王星系外行星。資料來源：uux.cn/Roberto Molar Candanosa/約翰斯·霍普金斯大學
新的甲烷測量表明，當分子從行星內部向上流動時，它會轉化為其他化合物，與高層大氣中其他化學物質和星光的混合物相互作用。該團隊還測量了二氧化硫、水蒸氣、二氧化碳和一氧化碳，發現WASP-107 b比天王星和海王星含有更多的重元素。
Sing說，這顆行星的化學性質開始揭示行星大氣層在極端條件下如何表現的難題中的關鍵部分。他的團隊將在明年用韋伯望遠鏡對另外25顆行星進行類似的觀測。
Sing說：“我們從未能夠詳細研究系外行星大氣中的這種混合過程，因此這將大大有助于理解這些動態化學反應是如何運作的。”。“當我們開始研究巖石行星和生物標志物特征時，這是我們絕對需要的。”
約翰斯·霍普金斯大學行星科學博士生扎法爾·魯斯塔姆庫洛夫（Zafar Rustamkulov）是這項研究的共同負責人，他說，科學家們推測，這顆行星的過度膨脹半徑是由內部熱源造成的。通過將大氣和內部物理模型與韋伯的WASP-107 b數據相結合，該團隊解釋了行星的熱力學如何影響其可觀測的大氣層。
魯斯塔姆庫洛夫說：“這顆行星有一個熱的核心，這個熱源正在更深地改變氣體的化學成分，但它也在推動這種強烈的對流混合從內部冒出氣泡。”。“我們認為，這種熱量正在導致氣體的化學成分發生變化，特別是破壞甲烷，并產生大量的二氧化碳和一氧化碳。”
魯斯塔姆庫洛夫說，這些新發現也代表了科學家們能夠對系外行星內部及其大氣層頂部建立的最清晰的聯系。去年，韋伯望遠鏡在大約700光年外的另一顆名為WASP-39的系外行星上發現了二氧化硫，這為星光驅動的反應產生大氣化合物提供了第一個證據。
約翰斯·霍普金斯大學的團隊現在正專注于可能保持核心溫度的因素，并預計可能會產生類似于導致地球海洋高潮和低潮的力。他們計劃測試這顆行星是否被其恒星拉伸和牽引，以及這可能是核心高溫的原因。
(責任編輯：休閑)
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