系外行星大气首现稀有元素铽

系外行星大气首现稀有元素铽KELT-9b是银河系内最热的系外行星，围绕一颗遥远的恒星运行，距离地球约670光年。该天体的平均温度高达惊人的4000℃，自2016年被发现以来，一直令全球天文学家深深着迷。最新研究负责人、隆德大学天体物理学博士生尼古拉斯·博尔萨托表示，他们开发出了一种新方法，可获得有关行星更详细的信息。利用这种方法，他们发现了7种元素，包括稀有元素铽，科学家们此前从未在任何系外行星的大气层中发现过这种元素。博尔萨托说，在系外行星的大气层中发现铽令人惊讶，对这些行星了解越多，未来找到“地球2.0”的机会就越大。系外行星是指位于太阳系外的其他恒星系中的行星。1995年，科学家探测到第一颗围绕类日恒星的系外行星，迄今已经记录了5000多颗系外行星，他们希望能从这些行星中探测到生命的存在。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357273.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357273.htm

银河系最热的系外行星：外星大气层蕴藏罕见的铽元素

银河系最热的系外行星：外星大气层蕴藏罕见的铽元素天《文学与天体物理学》杂志上的新研究揭示了关于这个滚烫的怪兽大气层的发现。"我们已经开发了一种新的方法，使我们有可能获得更详细的信息。"隆德大学天体物理学博士生尼古拉斯-博萨托说："利用这个方法，我们发现了七种元素，包括稀有物质铽，这在以前从未在任何系外行星的大气层中发现过。"铽是一种稀土金属，属于所谓的镧系元素。该物质于1843年由瑞典化学家卡尔-古斯塔夫-莫桑德在斯德哥尔摩群岛的Ytterby矿区发现。这种物质在自然界中非常罕见，今天世界上99%的铽的生产都发生在内蒙古的巴彦奥博白云鄂博矿区。在一颗系外行星的大气中发现铽是非常令人惊讶的。大多数系外行星是由天文学家对恒星的亮度进行测量后发现的。当一颗系外行星从其恒星前面经过时，恒星的亮度会降低。由于他们先进的测量方法，研究人员已经成功地过滤掉了KELT-9b大气层中的主要信号。这为发现其他系外行星大气层的更多信息提供了可能。尼古拉斯-博萨托解释说："对较重元素的更多了解有助于我们，除其他外，确定系外行星的年龄以及它们是如何形成的。"系外行星，或称太阳系外行星，是指除我们自己的太阳系以外的其他太阳系中的行星。第一个被证实的发现是在1992年，是一颗围绕中子星运行的系外行星。三年后，发现了第一颗有类似太阳的恒星的系外行星。从那时起，已经有超过5000颗系外行星被记录下来。系外行星的存在往往会引发关于宇宙中其他地方存在生命的可能性的问题。探测超热系外行星大气层中的重元素是了解行星大气层如何运作的另一个步骤。尼古拉斯-博萨托总结说："我们对这些行星了解得越多，我们在未来找到地球2.0的机会就越大。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358689.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1358689.htm

韦伯太空望远镜探测到系外行星 K2-18b 上的关键分子

韦伯太空望远镜探测到系外行星K2-18b上的关键分子这幅艺术家的概念图展示了根据科学数据绘制的系外行星K2-18b的样子。K2-18b是一颗系外行星，质量是地球的8.6倍，它围绕着位于宜居带的冷矮星K2-18运行，距离地球120光年。美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜对K2-18b进行了一项新的调查，发现了包括甲烷和二氧化碳在内的含碳分子的存在。甲烷和二氧化碳的大量存在以及氨的缺乏支持了这样一种假设，即在K2-18b的富氢大气层下可能存在一个水海洋。美国国家航空航天局哈勃太空望远镜的观测首次揭示了这颗宜居带系外行星的大气特性，随后的进一步研究改变了我们对该系统的认识。K2-18b围绕着位于宜居带的冷矮星K2-18运行，距离地球120光年，位于狮子座。K2-18b等系外行星的大小介于地球和海王星之间，与太阳系中的任何行星都不同。由于附近没有类似的行星，因此人们对这些"亚海王星"的了解甚少，天文学家们对其大气层的性质也争论不休。亚海王星K2-18b可能是一颗水洋系外行星的说法令人好奇，因为一些天文学家认为，这些世界是寻找系外行星生命证据的理想环境。用韦伯的近红外成像仪和无缝摄谱仪（NIRISS）以及近红外摄谱仪（NIRSpec）获得的K2-18b的光谱显示，这颗系外行星的大气层中含有大量甲烷和二氧化碳，还可能探测到一种叫做二甲基硫醚（DMS）的分子。K2-18b的质量是地球的8.6倍，围绕位于宜居带的冷矮星K2-18运行，距离地球120光年。资料来源：NASA、ESA、CSA、RalfCrawford（STScI）、JosephOlmsted（STScI）、NikkuMadhusudhan（IoA）剑桥大学天文学家、公布这些结果的论文的第一作者尼库-马德胡苏丹解释说："我们的发现强调了在寻找其他地方的生命时考虑各种宜居环境的重要性。传统上，在系外行星上寻找生命的工作主要集中在较小的岩石行星上，但较大的海王星世界明显更有利于大气观测"。甲烷和二氧化碳含量丰富，而氨含量不足，这支持了在K2-18b的富氢大气层下可能存在水海洋的假设。在地球上，只有生命才会产生这种物质。地球大气中的大部分DMS是由海洋环境中的浮游植物释放的。DMS的推断不太可靠，需要进一步验证。"即将进行的韦伯观测应该能够证实K2-18b的大气中是否确实存在大量的DMS，"Madhusudhan解释说。虽然K2-18b位于宜居带，而且现在已知它蕴藏着含碳分子，但这并不一定意味着这颗行星能够孕育生命。这颗行星的体积很大，半径是地球半径的2.6倍，这意味着行星内部很可能含有大量的高压冰幔，就像海王星一样，但是富氢大气层和海洋表面较薄。据预测，海洋世界将拥有水的海洋。不过，也有可能海洋温度过高，不适合居住，或者是液态的。卡迪夫大学的苏巴吉特-萨卡尔（SubhajitSarkar）解释说："虽然太阳系中不存在这种行星，但亚海王星是迄今为止银河系中最常见的行星类型。我们获得了宜居带亚海王星迄今为止最详细的光谱，这使我们能够计算出其大气层中存在的分子"。描述像K2-18b这样的系外行星的大气层--即确定其气体和物理条件--是天文学中一个非常活跃的领域。然而，这些行星在体积大得多的母恒星的耀眼光芒下显得黯然失色，这使得探索系外行星大气层变得尤为具有挑战性。研究小组通过分析K2-18b母恒星穿过系外行星大气层时发出的光线，避开了这一挑战。K2-18b是一颗凌日系外行星，这意味着当它穿过母恒星表面时，我们可以探测到亮度的下降。2015年，NASA的K2任务就是这样首次发现这颗系外行星的。这意味着在凌日过程中，极小一部分星光会穿过系外行星的大气层，然后到达韦伯望远镜这样的望远镜。星光穿过系外行星大气层时会留下痕迹，天文学家可以将这些痕迹拼凑起来，从而确定系外行星大气层中的气体。詹姆斯-韦伯的能力和未来研究"这一结果之所以能够实现，是因为韦伯望远镜的波长范围扩大，灵敏度空前，只需两次凌日就能对光谱特征进行强有力的探测，"马德胡苏丹说。"相比之下，用韦伯望远镜进行的一次凌日观测与用哈勃望远镜在相对较窄的波长范围内进行的八次观测（历时数年）的精度相当。剑桥大学的SavvasConstantinou解释说："这些结果仅仅是对K2-18b进行两次观测的结果，还有更多的观测结果正在进行中。这意味着我们在这里的工作只是韦伯能观测到的宜居带系外行星的早期展示。"研究小组的研究成果已被接受发表在《天体物理学杂志通讯》上。研究小组现在打算利用望远镜的中红外光谱仪（MIRI）进行后续研究，他们希望这将进一步验证他们的发现，并为K2-18b的环境条件提供新的见解。"我们的最终目标是在宜居系外行星上发现生命，这将改变我们对我们在宇宙中的位置的认识，"马德胡苏丹总结道。"在这一探索过程中，我们的发现是朝着更深入地了解水星世界迈出的充满希望的一步。"美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜是世界上最重要的太空科学观测站。它正在揭开太阳系的神秘面纱，眺望其他恒星周围的遥远世界，探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在宇宙中的位置。韦伯望远镜是一项国际计划，由美国国家航空航天局（NASA）领导，其合作伙伴包括欧洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CanadianSpaceAgency）。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383333.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1383333.htm

研究：距离65光年的超热“超级地球”系外行星可能没有大气层

研究：距离65光年的超热“超级地球”系外行星可能没有大气层GJ1252b是一颗在2020年被发现的“超级地球”。天文学家对这颗系外行星进行了仔细观察，发现它可能有一个非常稀薄的大气层，或者可能根本就没有大气层。这颗围绕一颗M型恒星运行的行星是“迄今为止我们对其大气层有如此严格限制的最小的系外行星”，主要作者IanCrossfield说。他是一名天文学家和堪萨斯大学的助理教授。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1328605.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1328605.htm

罕见系外行星HD88986b的发现为探索类地世界铺平了道路

罕见系外行星HD88986b的发现为探索类地世界铺平了道路天基TESS卫星使用凌日法测量系外行星从其前方经过时恒星光的微小光滴。TESS卫星通过精确测量行星的大小，确定了亚海王星HD88986b的特征。资料来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心这是一个罕见的发现，因为比海王星和天王星更小、更轻的系外行星很难被探测到，至今只发现了几颗。这种罕见的系统对于更好地了解行星的形成和演化特别有趣；它们被认为是探测恒星周围类地行星的关键一步。新的行星系统是在恒星HD88986周围发现的。这颗恒星的温度与太阳相似，半径稍大，其亮度足以让敏锐的观测者在英国各地的黑天观测点（如BannauBrycheiniog国家公园（布雷肯比肯斯））看到。这项发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）杂志上的研究由巴黎天体物理研究所（IAP）的伊朗博士后内达-海达里（NedaHeidari）领导。在英国，华威大学高级研究员托马斯-威尔逊（ThomasWilson）共同领导了卫星数据分析工作，包括寻找新行星。该团队还包括来自瑞士、智利和美国等9个国家的29个其他研究所的研究人员。一颗寒冷的海王星般的系外行星该行星系包括一颗比海王星小的冷行星，即所谓的亚海王星，HD88986b。这颗行星的轨道周期是已知系外行星中最长的（146天），小于海王星或天王星。IAP的NedaHeidari解释说："我们发现并测量过质量和半径的大多数行星的轨道都很短，通常不到40天。与太阳系相比，即使是距离太阳最近的水星，也需要88天才能完成其轨道运行。缺乏对轨道较长的行星的探测，给了解其他星系甚至我们太阳系的行星如何形成和演化带来了挑战。HD88986b的轨道周期为146天，有可能是目前已知轨道最长、测量精确的小行星"。HD88986b是利用法国上普罗旺斯天文台（Haute-ProvenceObservatory）的高精度光谱仪SOPHIE（一种分析系外行星光波长的机器）探测到的。SOPHIE使用"径向速度法"探测系外行星并确定其特征；测量围绕恒星运行的行星引起的恒星的微小运动变化。这些观测结果揭示了这颗行星的存在，使研究小组得以估计其质量约为地球的17倍。美国国家航空航天局（NASA）的空间望远镜"凌日系外行星巡天卫星"（TESS）和欧洲航天局（ESA）的空间望远镜"表征系外行星卫星"（CHEOPS）的补充观测结果表明，这颗行星可能在其宿主恒星前"凌日"。当它的轨道经过地球和恒星之间的视线时，就会部分遮挡恒星--导致恒星亮度降低，而这是可以观测和量化的。通过这两颗卫星的观测，研究小组直接估算出这颗行星的直径约为地球直径的两倍。这项研究的发现依赖于超过25年的观测数据，其中还包括欧空局盖亚卫星和夏威夷凯克望远镜的数据。此外，HD88986b的大气温度只有190摄氏度，这为研究所谓的"冷"大气成分提供了一个难得的机会，因为大多数被探测到的系外行星大气都在1000摄氏度以上。由于亚海王星HD88986b的轨道较宽（大至地球-太阳距离的60%），HD88986b很可能与该行星系中可能存在的其他行星发生了罕见的相互作用，并在中心恒星的强烈紫外线辐射下发生了微弱的质量损失。因此，它可能保留了原有的化学成分，使科学家们能够探索这个行星系形成和演变的可能情况。华威大学物理系的托马斯-威尔逊（ThomasWilson）说："HD88986b本质上是一颗缩小版的海王星，位于水星和金星的轨道之间。它是研究得最好的小型寒冷系外行星之一，为研究其大气层以了解其与我们地球的相似性铺平了道路。它还环绕着一颗温度与太阳相似的恒星运行，这使它成为PLATO太空望远镜将要发现的类地行星的先驱，华威大学在其中发挥着主导作用"。第二个外部同伴天文学家还发现了围绕中心恒星的第二颗外行星。这颗系外行星的质量特别大（是木星质量的100多倍），其轨道周期为几十年。要了解它的性质并更好地确定其属性，还需要进一步的观测。托马斯-威尔逊补充说："我们从指向HD88986的望远镜中收集了超过25年的数据，使其成为研究时间最长的系外行星系统之一。这些丰富的数据揭示了比木星质量更大的第二颗系外同伴，它可能对这颗类似海王星的行星的形成非常重要，就像我们太阳系中的木星一样。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415673.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415673.htm

外星雾霾揭示遥远系外行星含水量的秘密

外星雾霾揭示遥远系外行星含水量的秘密两颗拥有朦胧大气层的富含水的系外行星示意图。图片来源：RobertoMolarCandanosa/JohnsHopkins大学系外行星研究的新工具这项研究为研究系外行星大气化学提供了新工具，并将帮助科学家模拟系外行星水的形成和演化过程，这些发现可能有助于寻找太阳系外的生命。"最重要的问题是太阳系外是否存在生命，但要回答这样的问题，需要对所有不同类型的行星，特别是有大量水的行星，进行非常详细的建模，"合著者、约翰-霍普金斯大学地球与行星科学副教授萨拉-霍斯特（SarahHörst）说。"这一直是一个巨大的挑战，因为我们没有足够的实验室工作来完成这项工作，所以我们正试图利用这些新的实验室技术，从我们正在使用的所有这些大型花式望远镜获取的数据中获得更多信息。"研究小组于11月27日在《自然-天文学》（NatureAstronomy）杂志上发表了他们的研究成果。研究人员说，一颗行星的大气层是否含有霾或其他粒子，对全球温度、星光入射水平以及其他可能阻碍或促进生物活动的因素有着显著影响。小组在霍斯特实验室的一个专门设计的密室中进行了实验。霍斯特说，他们首次确定了太阳系外的水行星中能形成多少雾霾。雾霾由悬浮在气体中的固体颗粒组成，它会改变光线与气体相互作用的方式。不同程度和种类的雾霾会影响粒子在大气中的传播方式，从而改变科学家用望远镜探测到的遥远行星的情况。系外行星观测面临的挑战"当我们试图观测一颗行星是否适合居住时，水是我们首先要寻找的东西，而且已经在系外行星大气中观测到了令人兴奋的水。但我们的实验和建模表明，这些行星很可能还含有雾霾，"约翰-霍普金斯大学领导这项研究的行星科学家何超说。"这种雾霾确实使我们的观测变得复杂，因为它遮蔽了我们对系外行星大气化学和分子特征的观察"。科学家用望远镜研究系外行星，观察光线如何穿过大气层，发现大气气体如何吸收不同色调或波长的光线。扭曲的观测结果会导致对空气中重要物质（如水和甲烷）的含量以及大气中颗粒物的类型和水平的误判。霍斯特说，这种误读会损害科学家对全球温度、大气厚度和其他行星状况的结论。模拟系外行星大气层研究小组调制了两种气体混合物，其中含有水蒸气和其他假定系外行星常见的化合物。他们用紫外线照射这些混合物，模拟恒星发出的光如何引发产生雾粒的化学反应。然后，他们测量了雾霾粒子对光的吸收和反射程度，以了解它们如何与大气中的光相互作用。与之前的研究相比，新数据更准确地匹配了一颗被研究得很透彻的系外行星GJ1214b的化学特征，证明了不同光学性质的雾霾会导致对行星大气层的误读。未来研究方向外星大气可能与太阳系的大气截然不同，Hörst补充说，目前已确认的系外行星有5000多颗，它们的大气化学成分各不相同。研究小组目前正在努力创造更多实验室制造的雾霾"类似物"，其气体混合物能更准确地反映他们在望远镜中看到的情况。霍斯特说："人们在对这些大气层进行建模时，将能够利用这些数据来了解大气层和行星表面的温度，是否存在云层，云层有多高，云层是由什么构成的，或者风速有多快。所有这些事情都能帮助我们真正把注意力集中在特定的行星上，使我们的实验独一无二，而不是在试图了解全局时只是进行一般化的测试。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400373.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400373.htm