科學家首繪系外行星 WASP-17b 大氣立體輪廓,結構「一邊腫一邊扁」
行星大氣層複雜且混亂,研究系外行星大氣的不均勻性極困難。天文學家首利用一種新技術分析行星 WASP-17b 大氣邊緣不同區域的光,成功繪製該行星大氣層立體輪廓,表明該顆系外巨行星存在極不對稱大氣輪廓。
WASP-17b 是距離地球約 1,300 光年、被母星潮汐鎖定的熱木星,大氣層結構由強大赤道風塑造,研究人員利用 transmission strings 方法首次繪製系外行星大氣不平整形狀圖。
過去天文學家常用凌日法獲取行星大氣光譜,限制之處在於此法將行星邊緣所有區域加總在一起,得到一個平均值,就像將彩色照片黑白化失去細節;新技術突破則將行星邊緣分成不同區塊,分別測量光線穿過這些區域的變化,從而分辨出邊緣不同位置的溫度、雲層、化學成分差異。
分析發現,WASP-17b 赤道背陽側大氣層明顯鼓脹,這是因恆星熱量被強勁風從向陽面帶到背陽面,導致大氣於背陽側加熱膨脹。
除了形狀不對稱,研究還發現 WASP-17b 大氣的化學組成、溫度變化也與理論預測高度吻合,比如大氣成分與溫度隨緯度變化而不同,這些數字拼湊在一起,為我們呈現這個遙遠世界結構化、動態的立體畫面。
新技術也代表科學家能將行星大氣映射從單純的「白天 vs. 夜晚」對比,延伸到分辨不同緯度(赤道 vs. 兩極),未來科學家有望利用該技術,繪製系外行星颶風、氣旋等天氣現象的分布圖。
新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。
(首圖來源:布里斯托大學)