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哈勃望远镜发现的系外行星

地外世界有无数,而哈勃望远镜只有一个,所以哈勃望远镜的观测时间非常宝贵,可以说一秒寸金。近日,科学家们在离地球900光年的地方发现了一颗拥有发光大气层的巨大“热木星”,惊动了哈勃望远镜,以至于分配给了科学家们800个小时的观测时间,来研究和比较20个不同类型的地外行星,这在哈勃望远镜27年的历史上还是第一次。

英国埃克塞特大学天体物理学副教授戴维·辛领导的一个国际科学家团队,在地外行星 WASP-121b上发现了辐射出红外光的水分子。这种现象有点像放烟火,烟火中的金属物质被加热蒸发时,电子进入更高的能级状态,再以特定波长辐射出能量,产生各种绚丽的光线,比如钠会发出橙黄色的光芒,而锶燃烧时则是红色。

现有理论模型表明,行星大气层所含物质让行星表现出不同的形态特征,比如地球平流层的臭氧捕获来自太阳的紫外线辐射,让大气层的温度上升,甲烷则负责加热木星和土星卫星泰坦的平流层,不过这些行星的温度变化通常不会超过100摄氏度,但在WASP-121b上,平流层的温度竟然上升了1000多摄氏度。是什么原因导致了这颗行星平流层的超高温差呢?

原来WASP-121b是一种被称为“热木星”的气态巨大外行星,比木星的质量和半径还大,显得更为蓬松。它离母恒星非常近,一年只有1.3天,可能正被恒星的重力无情地撕扯蹂躏,这意味着其大气层顶部被加热到高达2500摄氏度的高温,正像一颗小太阳一样在燃烧,在那儿,铁都已经被蒸发成气态物质了。

过去十年的研究表明,一些地外行星可能存在平流层,但在WASP-121b上首次发现辐射红外光的水分子,是这个系外星球存在平流层的确凿证据,对我们分析系外行星的大气物理化学性质,寻找外星生命具有重要的意义。美国宇航局即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜拥有比目前太空中任何望远镜更高的灵敏度,将能够跟踪像WASP-121b这样的行星的大气层,或许不久以后我们就可以从系外行星的平流层发现外星生命存在的痕迹了。

该研究发表在《自然》科学杂志上。

    我们不仅是星尘做成的,而且我们可能来自非常远的星系。 天体物理学家发现,我们银河系中一半以上的物质来自其他遥远的星系。

    科学家们使用超级电脑模拟做出令人惊讶的发现,星系通过星际转移(intergalactic transfer)获得了物质。一个星系内的超新星爆发射出许多气体,它被银河风夺取,将其运送到其他星系。 原子从宇宙的一部分移动到另一部分。

    西北大学的博士跟主要研究员丹尼尔·安格列斯·阿尔卡萨尔(Daniel Anglés-Alcázar)指出:“由于我们的形成有可能很多都来自其他星系,我们可以说自己是太空旅行者或外星系的移民者。”

    他补充说,银河系大量的物质“被跨越太空强大的风吹走,最终在银河系中找到了新家”。这将需要几十亿年的时间才能完成,即使银河风可以以每秒几百公里的速度移动。

看这动画,说明气体的星际转移:

    Anglés-Alcázar开发了先进的算法,利用FIRE(Feedback in Realistic Environments)计划的数据,由西北大学教授Claude-AndréFaucher-Giguère所领导。 FIRE团队创建了数值模拟,从而形成了从大爆炸到现在的3D星系模型。 Anglés-Alcázar的算法能够算出该物质在星系之间的转移。

    该研究的共同作者Faucher-Giguère解释说:“这项研究改变了我们对大爆炸如何形成星系的理解。 这个新模式意味着,我们周围的原子,包括太阳系,地球上和我们每个人中的一半以上的原子不是来自我们自己的星系,而是来自其他星系,高达一百万光年远。”

    该小组能够追踪较小的星系中的气体如何跑到大星系去,像我们的银河系一样,气体变成恒星。

    Faucher-Giguère指出:“我们的起源比我们以前想的还要远。 这项研究让我们了解到我们周围的事物如何与天空中的远处物体相连。”

    这些发现为星系的增长提供了独特的见解。 科学家计划通过与在哈伯太空望远镜和地面观测台工作的观测天文学家进行合作来测试其结果。

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