對(duì)于最熱的行星，一類被稱為超熱木星的行星，熱氣態(tài)巨型系外行星大氣結(jié)構(gòu)是熱逆轉(zhuǎn)的。這是阿姆斯特丹大學(xué)(UVA)天體物理學(xué)家與國(guó)際團(tuán)隊(duì)合作研究得出的結(jié)論。

研究使用斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，尋找難以捉摸的逆行大氣統(tǒng)計(jì)特征。發(fā)現(xiàn)，高于1700開爾文(約1400℃)的行星，表現(xiàn)出與溫度較低的對(duì)應(yīng)行星不同的發(fā)射特性，表明最熱行星的溫度倒轉(zhuǎn)，并支持之前的理論預(yù)測(cè)。

其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上，熱木星是大氣層非常熱的氣態(tài)巨行星，它們與木星的質(zhì)量相似，但由于軌道距離宿主恒星更近，它們的溫度要高得多。行星大氣層的溫度隨高度而變化。隨著海拔的升高，在降溫和增溫之間的切換稱為溫度反轉(zhuǎn)。熱木星大氣的理論預(yù)測(cè)表明，溫度反轉(zhuǎn)應(yīng)該發(fā)生在1800K左右的行星上。高于這個(gè)溫度是超熱木星狀態(tài)，其中所有的分子物種都在氣相中。

阿姆斯特丹大學(xué)博士生克萊爾·巴克斯特說：行星在1700K以上表現(xiàn)出逆溫，這種逆溫似乎隨著恒星輻射而變得更強(qiáng)，這在某種程度上可以與我們地球周圍發(fā)生的事情相提并論：由于臭氧的存在，地球大氣中發(fā)生了逆溫?！毖芯啃〗M利用斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡紅外陣列相機(jī)拍攝的78顆熱氣態(tài)巨行星的白天進(jìn)行了觀測(cè)。研究小組在兩個(gè)波長(zhǎng)帶通中觀察到了這些行星的發(fā)射，這項(xiàng)發(fā)射光度技術(shù)提供了有關(guān)行星大氣層不同壓力層的溫度信息。

在觀察到的兩個(gè)波長(zhǎng)中，一個(gè)預(yù)計(jì)探測(cè)大氣中更深的地方，而另一個(gè)探測(cè)更高的高度。發(fā)現(xiàn)，當(dāng)行星溫度高達(dá)1700K時(shí)，開始看到逆溫的跡象。對(duì)于每個(gè)單獨(dú)的行星來說，這個(gè)信號(hào)可能非常小，然而，許多具有相同小信號(hào)的熱行星加在一起。這支持了之前的理論研究，即最熱氣態(tài)巨行星的溫度結(jié)構(gòu)是熱反轉(zhuǎn)的。在過去的二十年里，天文學(xué)家觀察了單個(gè)系外行星的大氣層，但現(xiàn)在新研究正在進(jìn)入統(tǒng)計(jì)研究的時(shí)代，以揭示行星系統(tǒng)的共同屬性。

在系外行星大氣領(lǐng)域的一個(gè)重要假設(shè)是大氣熱結(jié)構(gòu)隨行星平衡溫度的變化趨勢(shì)。研究探索了這一趨勢(shì)，并在首次統(tǒng)計(jì)探測(cè)到熱木星和超熱木星之間的近紅外大氣發(fā)射轉(zhuǎn)變。并使用二次日食觀測(cè)來測(cè)量這種轉(zhuǎn)變，并將這種現(xiàn)象解釋為大氣性質(zhì)的變化，更具體地說，就是從非逆轉(zhuǎn)到逆轉(zhuǎn)的熱廓線轉(zhuǎn)變，研究還對(duì)78顆熱木星樣本進(jìn)行了斯皮策紅外陣列相機(jī)在3.6m和4.5mm二次日食的測(cè)量。

博科園｜研究/來自：荷蘭天文研究學(xué)院

參考期刊《天文學(xué)與天體物理學(xué)》

DOI: 10.1051/0004-6361/201937394

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