《奇異星球》內(nèi)部的第一瞥揭示了是什么讓它如此浮腫

這是第一次，JWST公司為我們提供了太陽系外世界內(nèi)部的詳細分類。

極其奇怪的系外行星WASP-107b的大氣層甲烷含量低得驚人，這表明系外行星的內(nèi)部一定比我們想象的要熱得多，而且它的核心也更大。這最終有助于解釋W(xué)ASP-107b的棉花糖般的密度。

此前，WASP-107b被認(rèn)為有一個相當(dāng)小的核心，周圍環(huán)繞著一個巨大的氫和氦氣。需要進行一些更改我們對行星如何形成和演化的理解。新的結(jié)果意味著可以用現(xiàn)有的模型來解釋系外行星，而不需要進行徹底的修改。

“韋伯的數(shù)據(jù)告訴我們，像WASP-107 b這樣的行星不必以某種奇怪的方式形成，具有超小的核心和巨大的氣體包層。天文學(xué)家邁克·萊恩（Mike Line）說來自亞利桑那州立大學(xué) （ASU）。

“相反，我們可以采取更像海王星的東西，有很多巖石，沒有那么多的氣體，只需調(diào)高溫度，然后噗通一聲看路[黃蜂-107b]確實如此。

即使發(fā)現(xiàn) WASP-107b2017年發(fā)布，我們知道這顆系外行星有些奇怪。通過仔細研究這顆系外行星如何影響其宿主恒星，天文學(xué)家能夠得出它的質(zhì)量和半徑，這表明它的密度非常低。

進一步分析揭示了密度如此之低，以至于世界可以被歸類為“超級粉撲”——每立方厘米只有 0.13 克。木星的平均密度相比之下，每立方厘米為 1.33 克，而地球為每立方厘米 5.51 克。

我們還從之前的研究中了解到，這顆巨大的系外行星圍繞著一顆距離我們約200光年的恒星運行，軌道周期為5.7天。

雖然這對太陽系的我們來說似乎很短，但對于膨脹的氣態(tài)巨行星來說，這是一個相當(dāng)大的循環(huán)，恰好使WASP-107b比它的同齡人更冷 - 熱木星的軌道周期要小得多，其膨脹的大氣層可以通過恒星輻射的熱量來解釋。WASP-107b的“遙遠”軌道和相對涼爽的溫度使得它的浮腫難以解釋。

因此，兩個天文學(xué)家團隊，一個由Sing領(lǐng)導(dǎo)，另一個由ASU的Luis Welbanks領(lǐng)導(dǎo)，招募JWST來研究系外行星的大氣層。

當(dāng)WASP-107b從我們和它的主星之間經(jīng)過時，恒星的一些光被系外行星大氣中的分子吸收或放大。通過研究有和沒有系外行星的恒星光的差異，并在光譜中尋找更亮和更暗的波長，天文學(xué)家可以識別系外行星氣體層中特定分子的指紋。

雖然令人驚訝的是，WASP-107b的大氣中含有很少的甲烷，但這提供了解釋系外行星是如何變成現(xiàn)在的樣子的。

“這證明來自地球深處的熱氣體必須與更高處較冷的層強烈混合，”Sing 說道.

“甲烷在高溫下是不穩(wěn)定的。盡管我們確實檢測到了其他含碳分子，但我們檢測到的卻很少，這一事實告訴我們，地球內(nèi)部一定比我們想象的要熱得多。

這是拼圖的一部分。另一部分涉及研究人員在WASP-107b大氣中發(fā)現(xiàn)的其余物質(zhì) - 包括二氧化硫，水蒸氣，二氧化碳和一氧化碳，其重元素含量高于海王星或天王星.

通過將較重元素與較輕元素的比例與系外行星內(nèi)部的能量量相結(jié)合，研究人員根據(jù)其產(chǎn)生的熱量確定了WASP-107b核心的大小。他們發(fā)現(xiàn)它比我們想象的要大得多——是地核質(zhì)量的12倍，至少是最初想象的兩倍。

這意味著我們不需要奇怪的行星形成模型來解釋它的存在。

至于是什么原因?qū)е潞诵娜绱藷?，這將需要進一步調(diào)查。這顆系外行星圍繞其主星的軌道略微呈橢圓形，這會將不斷變化的引力應(yīng)力施加在行星內(nèi)部，從內(nèi)部加熱它。研究人員認(rèn)為，這可能是使WASP-107b如此熱的熱量來源。

兩篇論文已發(fā)表在自然界.他們可以找到這里和這里.

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