極靠近恆星的海王星沙漠中,一顆類海王星天體不尋常檢測到水蒸氣

作者 | 發布日期 2022 年 01 月 14 日 16:58 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


常理來講,一顆行星若距離恆星太近應該會被烤乾到只剩岩石核心,也因此恆星周圍有一片區域稱為「海王星沙漠」,泛指當中不太存在類海王星的中等質量巨行星。然而最近,天文學家就在海王星沙漠中發現一顆類海王星天體,更匪夷所思的是該天體還探測到水蒸氣痕跡。

在天文學中,「海王星沙漠(Neptunian Desert)」是指星系中有一非常靠近母恆星的區域,幾乎不會存在跟海王星差不多質量的恆星區域,由於母恆星的強烈輻射能把行星大氣層剝得一乾二淨,因此只有質量和木星一樣大的熱木星(有足夠重力維持住大氣層)、或質量小但密度高的岩石行星會出現在這裡。

像海王星這種質量不大不小,但大部分由氣體構成、只有一個極小固態核心的巨行星,很容易在海王星沙漠中被烘乾。

然而堪薩斯大學(KU)團隊最近發現一顆類海王星天體位於海王星沙漠中、且存在水蒸氣痕跡。

該天體是距離地球約 150 光年遠的系外行星 TOI-674 b,大小約海王星 1.3 倍,質量約地球 23 倍,繞著距離地球約 150 光年的紅矮星 TOI-674 運行,公轉軌道週期不到 2 天,最初經由凌日系外行星巡天衛星(TESS)以凌日法發現,之後研究團隊利用哈伯太空望遠鏡的第三代廣域照相機(Wide Field Camera 3,WFC3),以及退役的史匹哲太空望遠鏡數據進行後續調查。

在觀察 TOI-674 b 的大氣層後,科學家意外發現了水蒸氣痕跡,這對 TOI-674 b 來說相當不尋常。團隊並不確定 TOI-674 b 大氣中含有多少水蒸氣,想更精確測量元素豐度並確定金屬含量,需要依靠最近發射的詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡(JWST)。

通過測量 TOI-674 b 大氣水蒸氣量,可以更了解 TOI-674 b 在該系統最初的形成位置、以及它如何遷移到當前位置。韋伯太空望遠鏡預計今年夏天開始執行任務,將比過去儀器還要更詳細調查系外行星的大氣特性。

(首圖來源:NASA

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