近年來(lái),太陽(yáng)系外行星的研究確實(shí)得到了飛速發(fā)展。目前,天文學(xué)家已經(jīng)能夠確認(rèn)太陽(yáng)系以外還有4104個(gè)行星,還有4900個(gè)正在等待確認(rèn)。對(duì)這許多行星的研究揭示了有關(guān)宇宙中可能行星的范圍的信息,并告訴我們,太陽(yáng)系中沒(méi)有許多類似物。
例如,由于哈勃太空望遠(yuǎn)鏡獲得了新的數(shù)據(jù),天文學(xué)家已經(jīng)了解了更多有關(guān)新型系外行星的知識(shí),這些系外行星被稱為“超噴”行星。此類行星實(shí)質(zhì)上是年輕的天然氣巨人,其大小與木星相當(dāng),但質(zhì)量?jī)H比地球大幾倍。這導(dǎo)致他們的氣氛中有棉花糖的密度,因此令人愉悅的綽號(hào)!
這顆行星唯一已知的例子是開(kāi)普勒51系統(tǒng),這是一顆年輕的類似太陽(yáng)的恒星,位于天鵝座星座中約2615光年。在該系統(tǒng)中,已經(jīng)確認(rèn)了三顆系外行星(Kepler-51 b,c和d),這是2012年由開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)的。但是,直到2014年,這些行星的密度才得以確認(rèn),并且出人意料的。
這些氣體巨人的大氣層由氫和氦組成,大小與木星相同,但它們的質(zhì)量也輕了約一百倍。他們的大氣如何以及為什么會(huì)以這種方式膨脹,這仍然是一個(gè)謎,但事實(shí)仍然是,他們的大氣性質(zhì)使超吸氣行星成為大氣分析的主要候選對(duì)象。
這正是由科羅拉多大學(xué)博爾德分校的天體物理學(xué)和太空天文學(xué)中心(CASA)的杰西卡·利比·羅伯茨(Jessica Libby-Roberts)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)所尋求的。利比·羅伯茨(Libby-Roberts)和她的小組使用哈勃(Hubble)的數(shù)據(jù)分析了從開(kāi)普勒51 b和d大氣中獲得的光譜,以查看其中存在哪些成分(包括水)。
當(dāng)這些行星在其恒星前通過(guò)時(shí),它們的大氣層吸收的光在紅外波長(zhǎng)下被檢查。令團(tuán)隊(duì)驚訝的是,他們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)行星的光譜都沒(méi)有任何有說(shuō)服力的化學(xué)特征。他們將其歸因于大氣中鹽晶體云或光化學(xué)霧的存在。
因此,研究小組依靠計(jì)算機(jī)模擬和其他工具來(lái)推斷開(kāi)普勒51行星的質(zhì)量主要是氫氣和氦氣,而氫氣被氦氣掩蓋了。這與土衛(wèi)六大氣層(土星最大的衛(wèi)星)中發(fā)生的情況相似,土星大氣中主要是氮?dú)鈱?,其中含有甲烷云層,這些云層掩蓋了地表。