熱木星

熱木星

熱木星是指公轉軌道極為接近其宿主恆星的類木行星,這類行星在其他的星系可以找到。

  • 中文名稱
    熱木星
  • 外文名稱
    Hot Jupiter
  • 大    小
    可以比木星大
  • 軌    道
    可達0.05AU

特徵

科學家電腦模型推算出系外“熱木星”也同樣存在極光,且極光強度是地球極光的100-1000倍科學家電腦模型推算出系外“熱木星”也同樣存在極光,且極光強度是地球極光的100-1000倍

熱木星還有以下的特徵:

在太陽與地球的距離上作出觀測,它們出現凌日的次數較多。

它們的密度較小,在凌日期間會出現黑滴現象,使量度其半徑更為困難。

它們原先的軌道均非距離其恆星極近。

它們軌道的離心率極小。

形成

被認為在距主星2.7AU附近形成氣體盤和壓縮物質,在這個距離上,有足夠多的固體原料來形成核,也有足夠的氣體以形成巨行星。當它的質量達到1木星質量左右的危險邊界時,它和原行星盤之間的萬有引力使行星失去角動量,從而螺旋式的趨近主星。

探測及意義

根據美國國家航空航天局(NASA)訊息,史匹哲太空望遠鏡首次捕獲到太陽系外行星發出的光,由此得到的行星光譜使科學家有望確定外層空間行星大氣層中的分子組成。這一發現具有裏程碑式的意義,科學家邁出了探測外層空間行星上潛在生命的重要一步。

利用“次蝕”(Secondary Eclipse)技術,史匹哲紅外太空望遠鏡獲得了太陽系外兩顆凌日行星的詳細光譜信息。這兩顆由氣體構成的行星是科學家所謂的“熱木星”(Hot Jupiter),二者的名稱分別為HD 209458b和HD 189733b。出乎理論研究者對“熱木星”認識的是,資料表明,這兩顆行星比之前預想的更加幹燥,它們被雲層所覆蓋,大氣層中並未含有大量的水。

NASA戈達德空間飛行中心的Jeremy Richardson等天文學家認為,水分可能被光譜探測到的高空厚厚的無水矽酸鹽雲層所覆蓋。他們關于HD 209458b行星光譜描述的論文已發表在2月22日的《自然》雜志上。

除Richardson的小組外,位于加州理工學院的NASA史匹哲科學中心的Carl Grillmair博士和美國噴氣推進實驗室(JPL)Mark R. Swain領導的兩個研究小組也分別對HD 189733b和HD 209458b進行了觀測,得出了類似的結論。他們的研究結論有望發表在Astrophysical Journal Letters上。

極光強度

科學家最新研究顯示一顆遙遠“熱木星”系外行星的極光,其亮度是地球極光的100-1000倍。

美國哈佛-史密森天體物理學中心博士生奧弗-科恩是這項研究報告第一作者,他說:“我真想提前預約這顆系外行星的太空之旅,屆時能看到這種美麗的極光!”當太陽釋放的能量粒子抨擊地球磁場時便形成地球極光,地球磁場指引太陽微粒朝向極地,在這裏碰撞進入地球大氣層導致空氣分子釋放像霓虹燈一樣的光線。而當前科學家通過電腦模型已推測環繞一顆遙遠恆星的系外行星存在著類似極光現象。

當地球遭受日冕大規模噴射物(CME)侵襲時便產生強極光,CME是太陽爆炸式釋放數十億噸的太陽電漿(帶電粒子和熾熱氣體)。它們可以擾亂地球磁氣圈——受地球磁場保護的太空泡,並導致地磁暴。1989年,CME轟擊地球產生的磁暴中斷了加拿大魁北克省供電系統。

科恩和他的同事使用電腦模型研究如果一顆與恆星僅距離數百萬公裏的大型氣態行星遭受恆星等離子噴射時將發生什麽狀況,他希望進一步獲悉系外大氣層和所環繞的磁氣圈產生的效應。

大型氣態行星將遭受非常強的作用力,在我們太陽系,太陽等離子噴射物穿過太空時將進一步擴散,因此當它們抵達地球時就變得更加漫射。一顆“熱木星”將感受到更強、更集中的爆炸,就如同距離火山噴射點100英裏和1英裏之間的差別。

研究報告合著作者維納-卡什亞普說:“系外行星所產生的效果完全不同于太陽系內部,將更加猛烈!”在電腦模型中,CME轟擊“熱木星”,並削弱了該行星的磁場。CME微粒抵達這顆大型氣態行星的大氣層,它的極光照亮了行星赤道,呈現出一個光亮環結構,其能量強度是地球極光的100-1000倍。整個極光過程持續大約6個小時,之後極光呈波狀朝向行星北極和南極逐漸減弱。

電腦模型顯示,雖然“熱木星”遭受非常強的作用力,但是這顆系外行星的磁場將CME遮蔽在大氣層,能避免被侵蝕。科恩解釋稱,我們的模擬計算顯示這顆系外行星的防御機製如何運行。甚至一顆擁有磁場的行星將比木星更安全。

這項研究對于研究環繞遙遠恆星的宜居岩石星體具有重要意義,由于紅矮星在銀河系中非常普遍,天文學家認為應當在尋找類地行星方面投入更大精力。但是紅矮星比太陽的溫度更低,一顆岩石行星必須非常近距離地環繞恆星,才能達到足夠的溫度保持液態水。但同時這樣的行星必然承受強烈的恆星輻射和高能量噴射物轟擊,這種狀況正如科恩和同事的研究內容。今後科恩的研究將進一步檢測是否岩石星體能夠禁止這樣的恆星輻射。

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