查看狂野、超热系外行星上的天气模式

当谈到了解系外行星或太阳系之外的行星时,最大的挑战不仅是找到这些行星,而且还要了解它们是什么样的。科学家最感兴趣的因素之一是系外行星是否有大气层,如果有的话,它是由什么组成的。但是,就像地球上的天气一样,系外行星的大气层也不是静态的。因此,哈勃太空望远镜最近被用来进行一项有趣的观测——比较之前观测到的系外行星大气层的数据,看看它随着时间的推移如何变化。

哈勃观测了 WASP-121 b 行星,这是一颗距离其恒星如此之近的极端行星,一年的时间只有 30 个小时。它的表面温度超过 3,000 开尔文,即 5,000 华氏度,研究人员预测这将导致一些恶劣的天气现象。由于 WASP-121 b 是一颗如此极端的行星,因此众所周知,从 2016 年开始,哈勃望远镜多年来对它进行了多次观测。

这是系外行星 WASP 121-b(也称为 Tylos)的艺术想象图。系外行星的外观基于该物体的哈勃数据。利用哈勃望远镜的观测,另一组科学家此前报告称,检测到从超热木星系外行星的高层大气中逸出的镁和铁等重金属,这标志着此类检测的首次。这颗系外行星的轨道距离其主恒星非常近,大约是地球与太阳之间距离的 2.6%,使其处于被主恒星的潮汐力撕裂的边缘。强大的引力改变了行星的形状。
这是系外行星 WASP 121-b(也称为 Tylos)的艺术想象图。这颗系外行星的轨道距离其主恒星非常近,大约是地球与太阳之间距离的 2.6%,使其处于被主恒星的潮汐力撕裂的边缘。强大的引力改变了行星的形状。 NASA、ESA、Q. Changeat 等人、M. Zamani(ESA/哈勃)

总的来说,研究人员结合了使用哈勃望远镜进行的四组观测,对每组观测进行处理,以了解地球多年来的变化情况。太空望远镜科学研究所的研究员昆汀·变更特(Quentin Changeat)在一份声明中表示:“我们的数据集代表了对单个行星的大量观测时间,并且是目前唯一一致的此类重复观测数据集。”

“我们从这些观测中提取的信息用于表征(推断化学成分、温度和云)WASP-121 b 在不同时间的大气层。这为我们提供了一幅随时间变化的地球的精美图片,”他说。

研究人员制作了一段令人惊叹的视频,展示了他们在地球上模拟的天气模式。为了更清楚地显示图案,镜头被放慢了速度,结果被认为是由于行星大气层中的巨大气旋造成的。这些现象的产生是因为行星的一侧总是面向恒星,因此它比面向太空的一侧要热得多,巨大的温差造成了这种戏剧性的天气。

更多地了解这颗系外行星的天气可以帮助科学家了解其他行星的天气,随着对系外行星大气层的观测越来越多,这将变得更加重要。

“地球上的天气对我们生活的许多方面都有影响,事实上,地球气候及其天气的长期稳定性可能是生命出现的首要原因,”尚加特说。 “研究系外行星的天气对于了解系外行星大气的复杂性至关重要,特别是在我们寻找具有宜居条件的系外行星时。”

研究将发表在《天体物理学杂志增刊系列》上。


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