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《科技日報》:係外行星大氣中首次發現鉀
發布時間:2019-09-17 14:00

科技日報訊 (記者劉霞)據物理學家組織網近日報道,美國一個天文學家團隊采用高分辨率光譜學,首次在係外行星的大氣中探測到化學元素鉀。

20年前,科學家預測,可以在熱木星的大氣層中探測到鉀和鈉。熱木星是一種氣態行星,其溫度為幾千攝氏度,距離其主恒星比較遙遠。雖然科學家此前已在熱木星的大氣中發現了鈉,但一直沒有發現鉀。

現在,由美國物理聯合會(AIP)的博士生英格·凱爾斯領導的團隊,借助位於亞利桑那州的大型雙目望遠鏡(LBT)上的波茨坦梯形偏振光譜儀(PEPSI),對類木星係外行星HD189733b上的大氣進行了深入研究,首次發現了鉀。

HD189733b距地球64光年,大小與木星相仿,圍繞其母星(一顆紅巨星)運行,公轉周期為53小時。在本研究中,科學家們借助淩日法——行星經過恒星麵前時,恒星的光會發生變化,分析恒星光譜的變化,發現了鉀。

在光譜中,不同元素會產生不同的吸收標記,對其進行分析,可以分析大氣的組成。然而,熱木星大氣層中雲層的存在會極大地削弱光譜的吸收特性,因此很難探測到它們。即使對HD189733b這顆科學家們目前研究得最好的熱木星,迄今為止,科學家對光譜上各種元素的吸收情況也知之甚少。

現在,借助LBT的聚光能力和PEPSI的高光譜分辨率,研究團隊首次獲得了高分辨率圖像,確認了鉀的存在。有了這些新的測量數據,研究人員可以比較鉀和鈉的吸收信號,從而更多地了解這些係外行星大氣中的冷凝或光電離等過程。

凱爾斯說:我們在淩日期間拍攝了一係列光譜,並比較了吸收深度。在淩日過程中,我們檢測到了鉀元素的特征,但這些特征如預期的那樣,在淩日前後消失了,這表明吸收是由行星大氣引起的。