175光年外,一顆含有大量水蒸氣的行星正在形成

科學書屋 發佈 2020-02-28T00:34:19+00:00

圍繞恆星TWHydrae運行的新行星 當談到其它行星系統,最令我們感到興奮的詞是「水」,尤其是液態水,因為水是生命所必需的。其它星球上有液態水,可能增加孕育生命的幾率。一個天文學家團隊使用赫歇爾太空望遠鏡發現了一顆正在形成的行星,該行星目前呈磁碟形狀,在磁碟邊緣發現了大量水蒸氣。

天文學家觀測到太陽系外一顆正在形成的、含有大量水蒸氣的行星。但據觀測研究,該行星的水蒸氣只占很小一部分,大部分以冰雪形式存在,經計算後,水蒸氣量約為地球的全球海洋水量的1/200,冰雪的儲量是地球上的海洋水儲量的數千倍。該年輕行星系統距離太陽175光年。

圍繞恆星TW Hydrae運行的新行星


當談到其它行星系統,最令我們感到興奮的詞是「水」,尤其是液態水,因為水是生命所必需的。其它星球上有液態水,可能增加孕育生命的幾率。一個天文學家團隊使用赫歇爾太空望遠鏡(Herschel Space Observatory)發現了一顆正在形成的行星,該行星目前呈磁碟形狀,在磁碟邊緣發現了大量水蒸氣。該行星圍繞著一顆名為「TW Hydrae」的母星運行,這是一顆年輕恆星,它大約誕生於800到1000萬年前,其質量是太陽質量的60%。

天文學家剛開始利用化學天文儀器研究該行星系統發出的光的吸收光譜。不同的元素和化合物吸收不同波長的光,在光譜上留下電磁紋。以這種方式找水使天文學家面臨一些獨特的挑戰,我們地球的大氣層中水蒸氣的存在導致地面望遠鏡很難獲得遠處物體的精確數據,所以天文學家改用赫歇爾空間天文台(Herschel Space Observatory)研究該行星系統的形成。赫歇爾空間天文台是歐洲空間局的一顆空間天文衛星,被設定成為研究宇宙的最強大的工具之一,已在2009年和普朗克衛星(Planck)一起升空。

赫歇爾太空望遠鏡觀測到這個行星磁碟的中心(接近其母星)位置的溫度比較高,使水保持在水蒸氣狀態。超出這個範圍,水呈雪線狀態,水被凍結到塵埃粒子上。水蒸氣內的吸收光譜很容易被赫歇爾等太空望遠鏡發現,但水冰的吸收光譜很難被發現。但這次天文學家很幸運,觀察了一下,當條件恰到好處時,發現了些許水冰的吸收光譜。但在大多數情況下,他們依靠模型和其它信息來推斷水冰的存在。來自其母星和其它鄰近恆星的紫外線輻射使水冰變成氣態,從而再次被觀測到。

天文學家把數據輸入探測器,很清晰地觀測到了雪線上面的水蒸氣,觀察到的水量經計算後約為地球的全球海洋水量的1/200。研究發現,該行星上的水蒸氣只占很小一部分,大部分以水冰形式存在,水蒸氣存在於雪線上面。從模型模擬的估計數字表明,我們檢測的水蒸氣量推算出冰雪的儲量是地球上的海洋水儲量的幾千倍。


此外,研究人員還能夠測量該行星上兩種狀態水的比例,這比從我們太陽系彗星中含有的水冰的比例小得多,這表明該恆星磁碟的混合物質比較混亂。

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