最新研究挑戰(zhàn)現(xiàn)有行星形成理論
系外行星大氣中，水雖常見但數(shù)量低于預(yù)期
據(jù)英國劍橋大學(xué)官網(wǎng)11日?qǐng)?bào)道，該?？茖W(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)對(duì)系外行星大氣化學(xué)成分進(jìn)行了迄今最廣泛調(diào)查。結(jié)果表明，系外行星大氣中水很常見，但也稀少。研究結(jié)論挑戰(zhàn)了目前的行星形成理論，對(duì)在太陽系內(nèi)外尋找水意義重大。
與氫相比，太陽系內(nèi)巨行星大氣中的碳含量明顯高于太陽大氣中的，這種“超太陽”的豐度據(jù)信在行星形成時(shí)出現(xiàn)，而且，大量冰、巖石等在吸積過程中被帶入行星內(nèi)部?？茖W(xué)家由此預(yù)測(cè)，系外巨行星大氣中其他元素的豐度也同樣很高，尤其是氧氣，是繼氫、氦之后含量最豐富的元素。這意味著，作為氧氣主要載體的水在其大氣中也會(huì)很豐富。
此次，研究人員借助來自19顆系外行星的大氣數(shù)據(jù)，獲得了其化學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)的詳細(xì)測(cè)量結(jié)果。這些行星大小不一，從近10倍地球質(zhì)量的“小海王星”到600多倍地球質(zhì)量的“超木星”;溫度從約20℃—2000℃以上。它們圍繞不同類型的恒星運(yùn)行。
研究人員報(bào)告了14顆系外行星大氣中水蒸氣的豐度及6顆系外行星大氣中鈉和鉀的含量。與其他元素相比，這些大氣中的氧氣幾乎已經(jīng)耗盡。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然水蒸氣在很多系外行星的大氣中普遍存在，但其數(shù)量卻遠(yuǎn)低于預(yù)期;而在某些系外行星中發(fā)現(xiàn)的其他元素的含量與預(yù)期相符。
天文研究所負(fù)責(zé)人尼庫·邁德胡蘇德汗博士說：“我們首次看到了系外天體大氣的化學(xué)模式，結(jié)果表明它們的化學(xué)組成豐富多樣。而在圍繞各種恒星運(yùn)行的眾多系外行星大氣中，水的含量非常低，這一點(diǎn)令人難以置信。”
研究主要作者、天文學(xué)研究所博士研究生路易斯·韋爾班克斯表示：“考慮到我們還無法測(cè)量太陽系中巨行星(包括木星)大氣中化學(xué)物質(zhì)的豐度，能測(cè)量太陽系外行星大氣中這些化學(xué)物質(zhì)的豐度非比尋常。”
邁德胡蘇德汗表示，最新結(jié)果表明，不能再假設(shè)不同化學(xué)元素在行星大氣中具有同樣的豐富，這對(duì)現(xiàn)有幾個(gè)理論模型發(fā)起了挑戰(zhàn)。他們計(jì)劃在未來的研究中增加系外行星樣本的質(zhì)量大小，以獲得更多結(jié)果。“鑒于水是地球宜居的關(guān)鍵因素，因此，知道我們能在系外行星中找到多少水非常重要。”(記者劉霞)
關(guān)鍵詞： 系外行星大氣
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