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HD80606b的艺术家插图(图片来源:美国国家航空航天局、欧洲空间局、加拿大空间局、约瑟夫奥姆斯特德(空间望远镜科学研究所))
你是家庭年度烧烤聚会上的烧烤大师,在闷热的夏日里站在烤架旁汗流浃背。你试着把一罐冰啤酒贴在额头上降温,但没用。你不能进屋,因为你又一次当起了烧烤大师,得看着刚清理干净的烤架上慢慢煮着的食物。你的姐夫是大学天文学教授,他走过来问你怎么样。你说:这热死人了,我感觉比烤架还热你那位当科学老师的姐夫狡黠地说:试试当系外行星吧。你翻了个白眼。
事实证明,系外行星可能会被炙烤,HD80606b就是一个例子。这颗行星距离地球约217光年,一项近期发表在美国天文学会某次会议上的研究对其进行了探讨。HD80606b的半径和质量分别约为木星的1倍和4倍,它围绕宿主恒星运行的轨道极近,属于热木星类别。虽然热木星十分常见,但HD80606b的独特之处在于其轨道高度椭圆化(即呈椭圆形),这与太阳系中轨道几乎呈圆形的行星形成了鲜明对比。
结果,HD80606b既会运行到离其恒星非常远的地方,也会非常近,后者导致这颗系外行星受到极端高温的炙烤。HD80606b的公转周期约为111天,其轨道偏心率为0.93,偏心率的测量范围是0到1,0代表完美的圆形轨道。作为参考,地球的轨道偏心率为0.0167,其中金星的偏心率最小,为0.0068,水星的偏心率最大,为0.2056。HD80606b的高偏心率轨道使其与恒星的距离在0.85天文单位(相当于金星的轨道距离)到0.03天文单位之间变化,后者大约是水星到太阳距离的十分之一。
利用美国国家航空航天局的詹姆斯韦布空间望远镜,研究人员观测了HD80606b行星在其运行至离恒星最近点(称为近日点)时的情况。通过这项观测,研究人员发现HD80606b不仅会经历约600摄氏度(1100华氏度)的灼热温度,而且它接收到的太阳能是其轨道上其他位置的约800倍。
观测HD80606b这样的行星其实效率很高,因为它不寻常的轨道以及随之而来的温度和化学成分变化,让我们能在短短几小时内收集不同条件下的数据,并将这些发现应用到其他热木星或更常规的系外行星上。约翰斯霍普金斯应用物理实验室的系外行星天文学家、该研究的合著者劳拉C马约加博士说。
HD80606b于2001年被发现,过去已有大量研究探讨这颗独特的系外行星及其高度偏心轨道如何影响其温度和大气。其中包括发表在《天文学期刊》上的一项研究,该研究指出了甲烷和一氧化碳的存在,而这项研究是基于发表在《皇家天文学会月刊》上的另一项研究,后者讨论了一氧化碳与甲烷的比例。
HD80606b是越来越多高度偏心的系外行星中的一员,这类行星引起了科学界的兴趣。这主要是因为它们能让科学家了解系外行星在单个轨道期间的演化情况——无论是温度还是大气成分方面。它们也一直是可能存在生命的研究对象,包括WASP47c,它在偏心轨道上会进出其恒星的宜居带。
研究人员在未来数年乃至数十年里,会对HD80606b以及其他被其恒星炙烤的高椭圆轨道系外行星有什么新的见解?只有时间能给出答案,而这正是我们从事科学研究的意义所在
一如既往,坚持做科学并且保持仰望
BY: Laurence Tognetti, MSc
FY: AI
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