系外行星首次檢測到氧化鈦,科學家盼第二個地球速速現形

作者 | 發布日期 2017 年 09 月 18 日 7:45 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 follow us in feedly

科學家第一次在系外熱木星的天空發現氧化鈦,這也是首次在目前已知所有系外行星中證實其存在!研究人員開心的說,這項花了 2 年時間進行的研究可改進天文學家建構的系外行星環境模型,也讓人類越來越有機會找到第二個地球。



熱木星(Hot Jupiters)亦稱為焙燒爐行星(roaster planets)、超級木星(epistellar jovians),是一種系外氣態巨行星。研究人員這次論文的主角「WASP-19b」是一顆位於船帆座的太陽系外熱木星,因公轉週期短而聞名,只有 18.932 小時,因此造成一顆行星的大氣溫度高達 2,000℃。

「WASP-19b」距離地球約 815 光年,質量相當接近木星(1.15 倍木星質量),但半徑卻比木星大上 1.31 倍(或 0.13 倍太陽直徑),這使「WASP-19b」的體積相當於一顆低質量恆星。

來自歐洲南方天文台(ESO)的研究團隊利用建造於智利的超大型望遠鏡(Very Large Telescope,縮寫 VLT),花費整整 1 年時間收集從「WASP-19b」流洩出來到達地球的些微星光,再從這些龐大觀測資料中分析數百萬個光譜,測量不同波長的光通過大氣時的相對變化,推斷行星大氣組成成分、溫度、雲霧屬性,才得出一個嚴謹的結論:證實「WASP-19b」大氣中有超吸熱分子氧化鈦(titanium oxide)存在。這項論文發表在《自然》期刊。

▲ 歐洲南方天文台的 VLT 超大型望遠鏡。(Source:By ESO (ESO) [CC BY 4.0], via Wikimedia Commons

氧化鈦在地球上很少見,目前已知普遍存在於較冷恆星(如溫度低於 3,500K 的紅矮星,在恆星光譜中,氧化鈦譜線是最主要的譜線)大氣。如果氧化鈦存在「WASP-19b」這種熱行星大氣裡,卻會是造成大氣極高溫的主因。研究人員說,氧化鈦(titanium oxide)分子的密度足以成為一個吸熱器,如果量夠多,可有效防止熱量進入或逸出而形成逆溫現象(thermal inversion):上層大氣的溫度比下層還高,就和地球的平流層一樣,差別在於造成地球平流層逆溫現象的主謀是臭氧。

在系外行星發現氧化鈦的存在,有助於科學家建模更精確的行星環境。NASA 對這次研究表示,隨著越來越多科學家檢測到系外行星不同的大氣成分,人類也越來越有機會找到第二個地球。即將發射的詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡會不負眾望,於附近星球尋找我們最熟悉的元素。

(首圖來源:歐洲南方天文台)