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英國科學家研究發現系外行星大氣中 水常見但數量低于預期

發布時間:2019-12-13 10:33:28 來源:科技日報 責任編輯:caobo

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最新研究結果表明,系外行星大氣中水常見又稀少,對在太陽系內外尋找水意義重大。圖片來源:英國劍橋大學官網

科技日報北京12月12日電 (記者劉霞)據英國劍橋大學官網11日報道,該校科學家領導的團隊對系外行星大氣化學成分進行了迄今最廣泛調查。結果表明,系外行星大氣中水很常見,但也稀少。研究結論挑戰了目前的行星形成理論,對在太陽系內外尋找水意義重大。

與氫相比,太陽系內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”的豐度據信在行星形成時出現,而且,大量冰、巖石等在吸積過程中被帶入行星內部。科學家由此預測,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很豐富。

此次,研究人員借助來自19顆系外行星的大氣數據,獲得了其化學和熱學性質的詳細測量結果。這些行星大小不一,從近10倍地球質量的“小海王星”到600多倍地球質量的“超木星”;溫度從約20℃—2000℃以上。它們圍繞不同類型的恒星運行。

研究人員報告了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耗盡。結果發現,雖然水蒸氣在很多系外行星的大氣中普遍存在,但其數量卻遠低于預期;而在某些系外行星中發現的其他元素的含量與預期相符。

天文研究所負責人尼庫·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模式,結果表明它們的化學組成豐富多樣。而在圍繞各種恒星運行的眾多系外行星大氣中,水的含量非常低,這一點令人難以置信。”

研究主要作者、天文學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量太陽系中巨行星(包括木星)大氣中化學物質的豐度,能測量太陽系外行星大氣中這些化學物質的豐度非比尋常。”

邁德胡蘇德汗表示,最新結果表明,不能再假設不同化學元素在行星大氣中具有同樣的豐富,這對現有幾個理論模型發起了挑戰。他們計劃在未來的研究中增加系外行星樣本的質量大小,以獲得更多結果。“鑒于水是地球宜居的關鍵因素,因此,知道我們能在系外行星中找到多少水非常重要。”

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