天文學(xué)家確認(rèn)年輕天然氣巨頭HR 8799c上的水

天文學(xué)家在WM凱克天文臺(tái)的Keck II望遠(yuǎn)鏡上使用近紅外光譜儀(NIRSPEC)證實(shí)了HR 8799c大氣中存在水 - 以及缺乏甲烷 - 這是一種質(zhì)量約為質(zhì)量的7倍的太陽系外行星木星每200年繞其主星運(yùn)行一次。雖然其他天文學(xué)家之前曾對(duì)HR 8799c進(jìn)行了類似的測(cè)量，但新數(shù)據(jù)證明了將高分辨率光譜技術(shù)與自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)相結(jié)合的強(qiáng)大功能。

拍攝系外行星是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。來自主星的光遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過行星，使它們難以看見。

到目前為止已有十幾顆系外行星直接成像，包括HR 8799c及其三個(gè)行星伴星。

事實(shí)上，HR 8799--距離Pegasus星座大約129光年遠(yuǎn) - 是唯一可以拍攝照片的多行星系統(tǒng)。

一旦獲得了行星的圖像，天文學(xué)家就可以使用稱為光譜儀的儀器來打破行星的光線，就像棱鏡將陽光變成彩虹，從而揭示化學(xué)物質(zhì)的指紋。到目前為止，這種策略已被用于了解幾個(gè)巨型系外行星的大氣層。

“現(xiàn)在，憑借凱克，我們可以了解這些巨大的異國(guó)情調(diào)行星的物理和動(dòng)力學(xué)，這些行星與我們自己的太陽系行星完全不同，”俄亥俄州立大學(xué)的天文學(xué)家吉王博士說。

HR 8799行星系統(tǒng)是天文學(xué)家直接成像的第一個(gè)超越我們自己的行星系統(tǒng)。 2008年使用凱克天文臺(tái)的近紅外自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)拍攝，圖片顯示三顆行星圍繞一顆名為HR 8799(中心)的年輕恒星運(yùn)行。 2010年，天文學(xué)家宣布他們發(fā)現(xiàn)了該系統(tǒng)中的第四顆行星 - 人力資源8799e。 圖片來源：NRC-HIA / C. Marois / WM Keck天文臺(tái)。

HR 8799行星系統(tǒng)是天文學(xué)家直接成像的第一個(gè)超越我們自己的行星系統(tǒng)。2008年使用凱克天文臺(tái)的近紅外自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)拍攝，圖片顯示三顆行星圍繞一顆名為HR 8799(中心)的年輕恒星運(yùn)行。2010年，天文學(xué)家宣布他們發(fā)現(xiàn)了該系統(tǒng)中的第四顆行星 - 人力資源8799e。圖片來源：NRC-HIA / C. Marois / WM Keck天文臺(tái)。

在這項(xiàng)新的研究中，王博士及其同事將NIRSPEC儀器與凱克天文臺(tái)強(qiáng)大的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)相結(jié)合，這種方法利用天空中的導(dǎo)星創(chuàng)建更清晰的圖像，作為測(cè)量和糾正地球大氣模糊湍流的手段。

“這是第一次使用所謂的L波段，一種波長(zhǎng)約為3.5微米的紅外光，以及具有許多詳細(xì)化學(xué)指紋的光譜區(qū)域，在直接成像的行星上展示該技術(shù)。”天文學(xué)家說。

“L波段在很大程度上被忽略了，因?yàn)樵谶@個(gè)波長(zhǎng)下天空更明亮。如果你是一個(gè)眼睛調(diào)到L波段的外星人，你會(huì)看到一個(gè)非常明亮的天空。通過這個(gè)面紗很難看到系外行星。“

自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的加入使得L波段更易于研究HR 8799c行星。

在這項(xiàng)研究中，該團(tuán)隊(duì)對(duì)地球的大氣成分進(jìn)行了最精確的測(cè)量，確認(rèn)它有水和缺乏甲烷，如前所述。

“我們現(xiàn)在更加確定這個(gè)星球上缺乏甲烷。這可能是由于地球大氣層混合造成的。加州理工學(xué)院和宇航局的科學(xué)家Dimitri Mawet博士說，如果對(duì)流過程帶來了沒有甲烷的更深層的地球，那么我們希望表面存在的甲烷可以被稀釋。噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。