天文学家利用哈勃望远镜捕捉了一颗极端系外行星2M1207b的大气亮度变化情况,以此观测了它的自转速度。这是首次使用直接成像技术完成对大型系外行星自转进行测量。
图解:我们拥有褐矮星 2M1207(中心)和它附近较模糊物体的成像,角距为778毫弧秒,它还被发现者命名为“巨型行星候选体”,而且这可能是人类拥有的第一张系外行星的照片。我们需要进一步观察,特别是它在天空中相对于2M1207的运动,这对于确定它真正的性质是必不可少的。这张照片是用位于帕拉纳尔天文台的8.2米VLT Yepun望远镜拍摄的三张近红外照片。
具体而言,它是褐矮星2M1207(蓝白色)和行星2M1207b(红色)的合成图像,位于人马座,距离地球170光年。这张照片是根据三次近红外曝光(H波段、K波段和L波段)和位于帕拉纳尔天文台8.2m VLT Yepun望远镜的NACO自适应光学设备拍摄的。数据来源:欧洲南方天文台。
随着时代发展,我们开始了解了至少2065颗迄今被发现的系外行星中的一些,尽管它们距离遥远,而且接近它们的主恒星发出耀眼的光。行星2M1207b的质量是木星的四倍,所以被称作超级木星。超级木星的存在填补了接近木星质量的行星和褐矮星之间的空白。它们的质量大约是木星的80倍,但它们的大小几乎与木星相同,因为重力将物质压缩成一个密度更大、更紧凑的球体。
图解: 2M1207b距离地球170光年,围绕一颗距离50亿英里的褐矮星运行,相比之下,木星距离太阳大约5英里。你会经常听到棕矮星被描述为失败的恒星,因为它的质量不足以支撑氢聚变在它的核心中像在我们的太阳和其他主序恒星中那样发生。
研究人员利用哈勃精密的分辨率来精确测量这颗行星在自转过程中的亮度变化,确定了其自转是每十个小时一周,这与木星的自转速度几乎相同。了解一颗行星的自转固然令人着迷,但这颗非凡的系外行星里还藏着更多的奥秘。哈勃的数据为研究它的自转提供了理论依据,同时也显示了行星上斑片状的、无色的(可能是白色)云层的存在,这些云的外形可能很普通,但它们的组成却一点儿也不普通。
图解:系外行星2M1207b与太阳系行星木星作比较,尽管它的质量是木星的四倍,但重力压缩了它的物质,使它相对较小。数据来源:维基百科/奥达隆
这颗行星在红外线下看起来很亮,因为它很年轻(大约有1000万年的历史),而且仍然在收缩,释放出重力势能,释放的能量会从内部向外加热它。所有这些额外的热量使得2M1207b的大气温度足以形成由蒸发的岩石组成的“雨云”。岩石冷却后会形成与香烟烟雾相似大小的微粒。而且在大气的深处, 铁滴正在形成并像雨一样落下,当它们进入大气的低层时,最终蒸发掉。
亚利桑那大学的周一凡(音译)说:因此,在高海拔地区会降下玻璃雨,而在低海拔地区则会降下铁雨。它的大气温度大约在2200到2600华氏度之间,所以2M1207b上每天都很热。
木星和土星释放的热量比它们从太阳接收到的热量多,因为虽然它们的年龄是太阳的450倍,但它们也在收缩。就像你年龄越大,就越能冷静下来。
太阳系外行星2M1207b(最显著的位置)围绕一颗褐矮星运行。数据来源:美国国家航空和宇宙航行局,欧洲航天局,G·培根/天文望远镜科学研究所。
我们太阳系的所有行星各自的质量相比太阳质量都只有太阳质量的一小部分。即使是强大的朱庇特也比它小一千倍。但与褐矮星的质量相比,超级木星是重量级的,其质量仅为褐矮星的5-7倍。尽管木星和其他行星是由围绕在早期太阳周围的块状圆盘状物质中灰尘和岩石的累积形成的,但人们认为2M1207b和它的伴星可能是在两个独立圆盘的引力坍缩过程中形成的。
这颗超级木星将是詹姆斯·韦伯太空望远镜的理想目标,该太空望远镜为2018年发射的红外线进行了优化。韦伯拥有更大的反射镜,21英尺(6.5米) ,它将帮助天文学家更好地确定这颗系外行星的大气成分,并根据亮度变化绘制出更详细的地图。
整理出2M1207b的大气和自转的细节后,我们进入了一个极其陌生的世界,而这样的世界在我们的太阳系中从未出现过。我感觉就像在星际飞船企业号上访问遥远的世界。只是这使更好的,因为这是真实存在的。
参考资料
1.维基百科全书
2.天文学名词
3. universetoday-北海
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