美國科學(xué)家在距地球63光年的一顆行星的大氣層中發(fā)現(xiàn)水蒸汽 _美國

HD 189733b想象圖
美國科學(xué)家表示，他們在距地球63光年的一顆行星的大氣層中發(fā)現(xiàn)水蒸汽存在證據(jù) 。這顆熱木星的表面溫度超過900攝氏度。科學(xué)家在《自然》雜志上指出，他們的發(fā)現(xiàn)可能幫助尋找能夠支持生命存在的行星。在一項單獨的研究中，美國宇航局稱在同一行星的大氣層中發(fā)現(xiàn)二氧化碳。
【美國科學(xué)家在距地球63光年的一顆行星的大氣層中發(fā)現(xiàn)水蒸汽】根據(jù)其熾熱的溶化的內(nèi)核以及厚重的大氣層，這顆名為“HD 189733b”的行星被打上熱木星標(biāo)簽，熱木星的大氣層與我們太陽系中的氣態(tài)巨星——木星類似。科學(xué)家之所以能夠在HD 189733b大氣層中發(fā)現(xiàn)水蒸汽存在證據(jù)，要歸功于這顆熱木星內(nèi)核產(chǎn)生的熱量。HD 189733b大氣層中的氣體改變了來自熾熱表面的熱輻射波長。包括“哈勃”和本次研究中使用的繞太陽軌道運行的“斯皮策”在內(nèi)的太空望遠(yuǎn)鏡能夠探測到這些波長。通過觀察望遠(yuǎn)鏡探測到的紅外線輻射擴散，科學(xué)家能夠確定存在于HD 189733b大氣層中的氣體類型——每一種氣體產(chǎn)生一個不同的波長。
宇航局位于馬里蘭州戈達德太空飛行中心的德拉克·戴明(Drake Deming)博士說，大氣層中的水蒸汽會留下一個明白無誤的信號。“它會產(chǎn)生一個獨特的‘指紋’——水蒸汽以一種非常特有的方式調(diào)整輻射的形態(tài) 。”由于距離太遠(yuǎn)，科學(xué)家很難確定“斯皮策”探測到多少來自這顆熱木星以及其所繞行的恒星的輻射。
通過研究HD 189733b的軌道，他們解決了這個問題。領(lǐng)導(dǎo)這項研究的加州理工學(xué)院的斯皮策科學(xué)中心的卡爾·格里爾邁爾(Carl Grillmair)博士說：“我們知道這顆行星是不可見的，因此，光線只能是來自它所繞行的恒星。”他們發(fā)現(xiàn)，HD 189733b每2.2天繞這顆恒星運行一周。通過在幾個繞軌運行周期內(nèi)進行計算并扣除在看不見這顆行星時(當(dāng)時位于恒星后面)產(chǎn)生的輻射，他們得以確定HD 189733b自身產(chǎn)生的輻射數(shù)量。戴明說：“計算的關(guān)鍵是日蝕幾何學(xué) ，我們擁有一個獨特的時刻對恒星進行隔離觀察。”
對HD 189733b以及類似氣態(tài)巨星的早期觀測讓科學(xué)家甚為迷惑。他們本希望發(fā)現(xiàn)水蒸汽，但望遠(yuǎn)鏡的探測結(jié)果卻最終令人失望。格里爾邁爾說：“我們幾年前曾作出不存在水的推斷，理論家對此無法接受，因為他們曾預(yù)言一定存在水。我們雖然很難理解，但還是進行了長達120個小時的觀測，并最終發(fā)現(xiàn)了與模型相匹配的簽名。”他指出，HD 189733b與恒星鄰近意味著它的大氣層一直處于變化之中。
格里爾邁爾說：“在距離如此近的情況下，恒星可能覆蓋它的半個身子，使其獲得巨量熱負(fù)荷并產(chǎn)生風(fēng)暴，可能的情況是，這一年有云，下一年卻沒有——這種事情就在我們眼前發(fā)生著變化。”科學(xué)家認(rèn)為，在早期觀測中，風(fēng)暴產(chǎn)生的高空云層可能隱藏了水蒸汽，他們相信最近的發(fā)現(xiàn)是正確的。戴明說：“我們對比非常明確。”
在一項單獨研究中，宇航局稱哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在HD189733大氣層中探測到二氧化碳。雖然宇航局一再強調(diào)HD189733距離太遠(yuǎn)并且溫度極高，無法支持生命存在，但他們對此次發(fā)現(xiàn)也非常重視，并表示這一發(fā)現(xiàn)無疑是一個重要證據(jù)，證明能夠在遙遠(yuǎn)的繞其它恒星運行的行星大氣層中發(fā)現(xiàn)二氧化碳，同樣的方法也可以用于觀測可能支持生命存在的行星。宇航局位于加州帕薩德納的噴氣推進實驗室的馬克·斯維恩(Mark Swain)負(fù)責(zé)對“哈勃”所拍圖片進行了分析，他說：“有能力探測二氧化碳并估計其數(shù)量對描繪行星特征以確定它們由什么構(gòu)成、是否能夠成為生命家園這項長期努力來說非常重要。”
（新浪科技孝文）