新闻资讯 · 2022年 9月 18日

【Telegram中文版】系外行星氢氦大气性质研究取得实质性进展【Telegram中文官网】

科技日报记者 赵汉斌

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记者18日从中国科学院云南天文台获悉,该台研究人员近期以全新的方法来研究行星大气中恒星和行星Lyα的共振散射,首次同时重现了系外行星WASP-52b在不同波段透射光谱的观测,探究其氢氦大气的性质,并取得实质性进展。相关成果发表在国际著名期刊《天体物理杂志》上。

通常近轨道系外行星会收到来自恒星剧烈的X射线和极紫外高能辐射。在富气体的系外行星中,行星大气会吸收这些高能辐射,从而加热大气使其膨胀以克服行星的引力势能而逃逸到星际介质中,这种现象就是行星大气逃逸。此过程可使行星损失大量物质,对其组成、演化和可宜居性都有重要影响。

系外行星氢氦大气性质研究取得实质性进展系外行星氢氦大气性质研究取得实质性进展

研究示意图 云南天文台供图

通过分析凌食天象中的不同波段如光学波段,以及近红外波段谱线的吸收情况,可研究行星大气的组成和性质。在一些系统中,同时探测到了多条吸收谱线,但目前能同时解释多条谱线的成果还非常少见,尤其是同时重现光学波段和近红外波段的透射光谱。

云南天文台恒星物理研究团组博士生闫冬冬、导师郭建恒研究员,大样本恒星演化研究团组李立芳研究员及合作者,基于课题组开发的流体动力学逃逸大气模型和辐射转移模型,首次使用球对称的蒙特卡洛模型模拟恒星和该行星光子在行星大气中的共振散射过程,以计算造成光学波段吸收的激发态氢原子分布。

同时,他们还详细计算了亚稳态氦原子的分布,并模拟该系外行星在光学波段和近红外波段透射光谱观测数据,限定了行星接收到的恒星X射线和极紫外辐射水平,以及行星大气中的氢氦丰度比,推断出该行星周围存在膨胀且逃逸的中性氢和氦气体。这一成果将为行星大气理论研究提供新方法和参考。