WASP-12b

WASP-12b

這顆名為WASP-12b的氣體巨星首次發現於2008年,質量大約是木星的1.5倍,距離地球1100光年遠的WASP-12b環繞它的恆星如此緊密以至於它的公轉周期只有一個地球日。距自己恆星的距離大約是地球距離太陽距離的1/40。在恆星的照射下,溫度高達2250攝氏度,這一數字約為太陽溫度的一半,和其他一些恆星相當。它的表面跟木炭樣黑。

  • 中文名稱
    WASP-12b
  • 特    點
    軌道運行最快
  • 發    現
    2008
  • 表面溫度
    2040攝氏度

簡介

WASP-12b不僅僅是溫度最高的行星,也是軌道運行最快的行星。它環繞主恆星運行一周只需要用1天時間,它與主恆星之間的距離也僅是地球與太陽距離的四十分之一。太陽系外行星的光亮非常暗淡,因此不能直接通過捕捉它們發出的紅外線和熱量發現它們。但天文學家通過上述的過境觀察能夠了解行星的大小和運行軌道。通過這些數據,就可以算出有多少恆星光照到達了這顆行星,從而了解他們表面的溫度。最熱行星的記錄一直在被不斷刷新。這次被WASP-12b超過的那顆行星叫HD 149026b,它的表面比木炭還黑,溫度高達2040攝氏度。

WASP-12b與它的恆星 想像圖WASP-12b與它的恆星 想像圖

發現過程

英國聖安德魯斯大學的萊斯利·赫伯(Leslie Hebb)說:"所有這些數據讓WASP-12b成為迄今發現的溫度最高和運行速度最快的行星。"Hebb和他的同事是在一次稱為超級廣角行星搜尋 ( SuperWASP )的大範圍尋找中發現這個大傢伙的。這次搜尋動用了兩套望遠鏡,一個在西班牙加那利群島,另一套在南非。這次研究是通過觀測行星掃過表面黯淡恆星時的蹤跡,搜尋到在地球上能夠看到的過境行星。太陽系外行星太過暗淡,因而不能直接通過捕捉它們發出的紅外線和熱量發現它們。

體積

WASP-12b的體積也不容易解釋。它的最大直徑是木星的1.8倍,這個尺寸通常認為是難以達到的。麻省理工學院的Sara Seager說,這顆行星的直徑寬到令人難以置信,儘管天文學的一些理論經常被新的發現打破,但是這個巨大的半徑數值超過了理論能夠解釋的範圍,還是令人驚愕不已。Hebb的研究團隊沒有對這些問題給出解釋,但是從它的恆星得到的輻射圖像可能提供有幫助的信息。據估計,這顆行星的組成成分中金屬元素比重較大,這可能為解答上述問題提供線索。金屬元素較多使WASP-12b的密度大大超過同星系的其他行星。Hebb團隊的下一個目標是尋找WASP-12b發射出的紫外光。這將有助於說明它的大氣層是否被它的恆星剝奪或者受到恆星的吸引而蒸發。

WASP-12b鏇轉示意圖WASP-12b鏇轉示意圖

溫度

發現迄今最熾熱的行星可達到2250攝氏度,據英國《新科學家》雜誌報導,科學家觀測發現迄今最熾熱的行星,其溫度可達到2250攝氏度,該溫度與許多恆星十分接近。這個最新發現的行星是"WASP-12b",它的質量是木星的1.5倍,但令人驚奇的是,它環繞其主恆星一周卻只用1天的時間,它與主恆星之間的距離也僅為地球至太陽距離的四十分之一。這種"緊緊擁抱"恆星的軌道使WASP-12b的溫度上升至2250攝氏度,該溫度與多數恆星的溫度十分接近,是太陽溫度的二分之一。

英國聖安德魯斯大學的萊斯利·赫布(Leslie Hebb)稱,這是目前所發現最熾熱的行星,同時,它也是運行最快的行星。據悉,赫布和研究同事是在一項叫做"超級廣角行星搜尋"(SuperWASP)的大型星體勘測任務中發現這顆奇特的行星。他們使用兩組望遠鏡進行了觀測,它們分別位於西班牙加納利群島(Canary Islands)和南非。他們的搜尋任務是尋找"過渡"行星的蹤跡,這種過渡行星從地球上觀測時,當它位於其主恆星前方時會顯現得十分昏暗。與主恆星相對比,太陽系外行星會顯得十分昏暗,很難用紅外線或噴射熱量的方法進行直接測量,但是天文學家們通過觀測掌握到行星的體積大小和軌道距離,因此他們可以推算出有多少恆星的熱量和光線照射到行星表面,以及行星的溫度是多少。

競爭"最熾熱行星"這一頭銜非常激烈,WASP-12b僅比之前的最熾熱行星溫度高出210攝氏度, 據悉,HD 149026b曾經作為最熾熱的行星,其表面溫度達到2040攝氏度。但是WASP-12b的高速軌道紀錄卻很難突破,天文學家認為這顆木星大小的太陽系外行星形成時遠離其主恆星,後期才遷徙至與主恆星非常近的位置。其原因是與主恆星保持如此近的距離,很難聚集大量的氣體和灰塵形成巨大的行星質量。赫布稱,之前許多太陽系外行星的觀測結果顯示,它們環繞恆星運行一周的時間最少是3天,或者更長時間。這表明即使行星十分接近恆星,該特殊的運行軌道方式能夠避免出現漂移現象。

觀測報導

報導一

赫布告訴《新科學家》雜誌稱,"當行星處於形成階段,並向內側進行漂移時,某種力量將使它們停止下來,尤其是在漂移的3天之內。我非常吃驚,這一時間為什么會如此短?"WASP-12b的體積大小讓科學家們頗為費解,它的體積是木星的1.8倍,比許多大型氣體行星都大。美國麻省理工學院(MIT)的薩拉·西格(Sara Seager)強調指出,這顆行星的行星非常大,在這種行星系統中很難存在如此大半徑的行星。該研究小組並沒有對此做出準確的解釋,赫布稱,但是來自主恆星的放射性物質進一步促進了WASP-12b的體積膨脹,WASP-12b的組成成份中富含其主恆星中的金屬物質。他和研究同事計畫下一步觀測WASP-12b所釋放的紫外線光,類似這樣的觀測將揭示這顆行星的大氣層是否被主恆星所剝離或蒸發。

報導二

"行星WASP-12b極其有趣,因為我們處於一個研究系外行星的階段,在這個階段中我們一直在發現新的行星範例,"北愛爾蘭女王大學的唐波拉科說,"該行星之所以令人興奮,是因為它是公轉周期最短的,而且也是最熾熱的行星,但是我認為繼它之後還會有周期更短的、更為熾熱的行星。"波拉科是研究"超級廣角搜尋行星"工程的科學家,WASP-12b也正是在該工程中發現的。 WASP-12b是氣態行星,大約是木星質量的1.5倍,大小是幾乎木星的兩倍。該行星在圍繞著一顆距地球870光年的恆星鏇轉。 "超級廣角搜尋行星"工程的基地在英國,該工程利用西班牙加那利群島上的望遠鏡以及南非的望遠鏡來掃描天空,搜尋從其恆星前面穿過的遠距離行星。

報導三

一顆恆星正在逐漸將緊密環繞它的行星物質向太空拋射,這些從垂死行星大氣層拋射出來的物質逐漸形成一層厚厚的外衣,包裹著這顆氣體巨星和它的恆星。

這顆名為"熱木星"的氣體巨星WASP-12b首次發現於2008年,它的運行軌道距離母星非常近。距離地球1100光年遠的WASP-12b環繞它的恆星如此緊密以至於它的公轉周期只有一個地球日。由於兩個天體相距非常近,科學家認為組成這顆垂死行星的氣體被恆星的超強高溫蒸發汽化吹入太空。

"目前最樂觀的情景便是行星會在10億年內失去自身大部分質量,"英國國內公開大學天體物理學家卡羅爾·哈斯維爾(Carole Haswell)這樣說道。

天空的死亡外衣

科學家預測這個蒸發汽化過程將在WASP-12b周圍產生一團超熱氣體雲。科學家曾經在另外兩個熱木星附近監測到這樣包裹行星氣體雲的存在。

哈斯維爾和她的同事利用美國宇航局哈勃太空望遠鏡發現了環繞WASP-12b周圍瀰漫的氣體雲存在的證據。然而這團氣體雲的體積遠比預測的大得多。"我們非常意外的發現整個恆星-行星系統全部被氣體包裹了。"

WASP-12b正逐漸被恆星摧毀的模擬圖WASP-12b正逐漸被恆星摧毀的模擬圖

隱形的外衣

WASP-12b薄紗般的外衣非常罕見,因為它似乎混合了鎂元素,而後者吸收了恆星大部分光。這導致整個系統從光譜中近紫外線區域部分觀測幾乎是隱形的,雖然這顆垂死行星的存在是可以被觀測到的。研究人員懷疑其它熱木星周圍環繞的氣體雲可能也存在某種類似隱形的特性,只是無法完全確定。

噴出機制

奧地利科學院空間研究所的天文學家赫爾穆特·萊默(Helmut Lammer)認為這項新發現非常重要,因為它或可能幫助揭示外來行星磁場的結構和強度信息。這些信息能夠幫助科學家將這些遙遠行星與太陽系內的行星進行比較。

萊默表示:"根據磁場的特性,鎂原子可以在障礙物之前或周圍堆積,比如在行星磁場的外邊緣發生堆積,會形成所謂的弓形激波。"萊默說道。當行星運行至恆星前方時,我們便能觀察到這些特性。

法國巴黎天體物理學研究院天文學家阿爾弗雷德·維達爾-馬德加(Alfred Vidal Madjar)認為,有關WASP-12b系統的新發現證實了一種名為"噴出"機制的存在。這種機制認為當氫原子從熱木星中迅速逃逸時,其它化學元素,例如鎂,也會一併帶入太空。維達爾-馬德加表示,氣體雲中鎂含量的存在"為噴出機制的存在提供了強有力的證據"。

天文學家們表示,圍繞恆星運行距離和WASP-12b差不多的其它熱木星非常有可能也存在類似的氣體包裹物。而那些運行軌道較遠或圍繞運行的恆星溫度較低的系外行星則可能不存在這樣的現象。

行星記錄

WASP-12b圍繞自己的恆星運行速度是目前已知行星中最快的,這項新紀錄估計短時間內很難被打破。天文學家們一直認為木星大小的系外星系通常會距離自己的恆星較遠,然後才慢慢遷移到距離較近的軌道。這是因為距離恆星太近,行星自己就無法聚集足夠的氣體和塵埃形成自己較大的體量。絕大部分已觀測到的系外行星軌道周期都在三天或者更長,這說明存在一種機制組織了這些行星遷移到距離恆星更近的軌道中。赫伯說:"當行星形成後向恆星靠近時,某個因素就會在其軌道周期達到三天左右的時候制止行星進一步靠近。 但WASP-12b軌道周期這么短實在是太令人驚奇了。"

在尋找系外行星的過程中,天文學家們發現一顆打破了兩項紀錄的新行星。 一顆叫做WASP-12b的行星在所發現的行星中是最熾熱的,約為2200℃;跟任何其他的已知行星相比,它圍繞其恆星的鏇轉速度更快,跟其恆星的距離更近。 這顆灼熱的怪異星球圍繞著其主行星快速運行,約一天鏇轉一周。相比之下,太陽系公轉最快的行星――水星,每88天環繞太陽一周。該行星必須在特別近的距離上環繞其恆星,才能運行得如此之快。事實上,這顆行星跟其恆星的距離只有地球到太陽距離的百分之二,換句話說,只有340萬公里。

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