天文学家发现外行星大气没有云

来源：天文物理

科学家们发现了一种没有云的系外行星大气，这标志着在探索太阳系以外的行星上取得重大突破。由埃克塞特大学的Nikolay Nikolov博士领导一个国际天文学家小组发现，“热土星”WASP-96b的大气层是无云。

该研究小组在智利使用了欧洲天文望远镜，研究了WASP-96b的大气层。这使得研究小组能够测量由行星和大气层所引起的星光的减少，从而确定行星的大气组成。就像一个人指纹是独一无二的，原子和分子具有独特的光谱特征，可以用来探测它们在天体中的存在。

“热土星”WASP-96b，远处的观测者会看到WASP-96b的蓝色，因为钠会吸收来自行星的全光谱的黄橙色光。图片：Engine House

WASP-96b的光谱显示了钠的完整指纹，只能在没有云的大气中观察到。该研究结果于2018年5月7日发表在著名的研究杂志《自然》上。WASP-96b是一个典型的1300K热气体巨星，与土星相似，体积超过木星的20%。地球周期性的凌日类太阳恒星在南天星座凤凰980光年，介于南方珠宝北落师门(α南鱼Austrini)和水委一(αEridani)。

长期以来，人们一直预测，在炽热的气体巨星系外行星的大气中存在钠元素，在无云的大气中，它会产生类似于露营帐篷形状的光谱。Nikolay Nikolov，首席作者和埃克塞特大学的人说：我们已经观测了超过20颗系外行星的传输光谱。

WASP-96b是唯一一颗完全无云的系外行星，并显示出如此清晰的钠元素特征，使行星成为表征的基准。直到现在，钠的发现要么是一个非常窄的峰，要么是完全缺失。这是因为特征“形状”轮廓只能在行星的大气层深处产生，而对于大多数行星来说，云层似乎挡住了它的方向。众所周知，在一些最热和最冷的太阳系行星和系外行星中存在着云和冰雹。

云层的存在或消失，以及它们阻挡光线的能力在行星大气的整体能量预算中起着重要作用。来自加州大学圣克鲁斯分校(UCSC)的另一个世界实验室(OWL)研究员乔纳森·j·福特尼(Jonathan J. Fortney)教授解释道：很难预测这些热空气中哪一个会有厚厚的云层。

通过观察各种可能的大气层，从多云到几乎无云的WASP-96b，我们将会更好地了解这些云是由什么构成。在WASP-96b中看到钠的特征表明大气中没有云。这一观察结果使研究小组得以测量地球大气中钠的含量，发现与我们太阳系中发现的钠含量类似。来自都柏林城市大学的恩斯特·德·莫伊赫(Ernst de Mooij)补充道：“WASP-96b还将为我们提供一个独特的机会，来确定其他分子的丰度，比如水、一氧化碳和二氧化碳，以及未来的观测结果”。

钠是宇宙中最常见的元素之一。在地球上，盐的化合物，如盐，使海水有咸味，在沙漠中有白色的盐盘。在动物生活中，钠可以调节心脏活动和新陈代谢。钠也被用于技术，例如在钠蒸汽路灯，在那里它产生黄橙色光。研究小组的目标是观察其他大气物种的特征，比如水、一氧化碳和二氧化碳，还有哈勃和詹姆斯韦伯太空望远镜以及地面上的望远镜。

参考期刊《自然》

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