周一 · 知古通今|周二 · 牧夫?qū)?/strong>

周三 · 視頻天象|周四 · 觀測指南

周五 · 深空探測|周六 · 茶余星話|周日 · 太空探索

編譯：何沐萱

校譯：牧夫天文校對組

后臺：王啟儒

https://www.universetoday.com/articles/jwst-finds-exoplanets- choked-by-diesel-smog

假設(shè)，現(xiàn)在是2134年，人類終于全面引入環(huán)保的綠色技術(shù)，并徹底擺脫了以汽油、木材、煤炭和石油為首的，對地球有害的化石燃料燃燒技術(shù)。煙塵已被視為過時之物，所有以煙塵為原料的商品，包括鞋、電線、計(jì)算機(jī)產(chǎn)品以及眼部用品，如今都由環(huán)保技術(shù)生產(chǎn)。然而，那些仍然喜歡非環(huán)保商品的富豪們愿意以黃金的價格為等重的煙塵買單。于是，系外行星研究公司派出其最先進(jìn)的飛船，前往尋找富含煙塵的系外行星大氣。

時針撥回現(xiàn)在，一支團(tuán)隊(duì)在《天體物理學(xué)快報》上刊載了有關(guān)“亞海王星”的系外行星擁有上述煙塵的大氣構(gòu)成的可能，這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了以往有關(guān)于亞海王星大氣成分可能含有甲烷的研究。研究人員旨在確定這些平衡溫度大約在500-800開爾文（227-527攝氏度/441-981華氏度）之間的亞海王星的大氣構(gòu)成。在行星科學(xué)中，行星的平衡溫度是一個假設(shè)溫度，即它只受其母恒星輻射加熱時所達(dá)到的理論溫度。

系外行星及其大氣

圖源：芝加哥大學(xué)

在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了一系列的計(jì)算機(jī)模型來模擬系外行星大氣中多環(huán)芳香烴（PAHs）的形成過程。PAHs存在于煙塵內(nèi)部及其表面，煙塵則作為可吸附PAHs的“海綿”。除了平衡溫度外，研究團(tuán)隊(duì)還將大氣中的碳氧比（C/O）以及金屬豐度納入了模型分析。

最后，研究人員發(fā)現(xiàn)亞海王星的上層大氣起到了巨型燃燒引擎的作用，研究人員稱其為“煙塵工廠”，因?yàn)榇髿鈺AHs輸送至高層區(qū)域，而在那里，NASA的韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）可以利用其強(qiáng)大的儀器對大氣進(jìn)行觀測。研究團(tuán)隊(duì)還指出，PAHs的數(shù)量在600K時達(dá)到了峰值，而在更高或更低的平衡溫度下都會減少，同時也會隨著不同的碳氧比和金屬豐度而發(fā)生變化。

“據(jù)我所知，這是第一次有人將化學(xué)工程應(yīng)用于系外行星的研究領(lǐng)域?！敝ゼ痈绱髮W(xué)博士后研究員、該研究的第一作者季賢博士表示?！拔艺J(rèn)為這是一個很好地展示了多元背景的人可以幫助我們揭開這些謎團(tuán)的案例?！?/p>

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了各種不同大小的行星——從比地球更小的行星到大得多的巨型行星

圖源：NASA戈達(dá)德太空飛行中心

研究人員們討論了多個系外行星如何符合其來自JWST與NASA的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡。這些系外行星包括GJ 436 b（32光年）、GJ 1214 b（48光年）、HD 97658 b（70光年）、GJ 3090 b（73光年）、LP 791-18 c（86光年）、TOI-836 c（90光年）、GJ 9827 d（97光年）、GJ 3470 b（100光年）以及TOI-674 b（150光年）。研究人員在結(jié)論中指出，在這些行星中，GJ 1214 b最有可能擁有可產(chǎn)生煙塵的大氣環(huán)境，這主要取決于其平衡溫度、碳氧比以及金屬豐度。

GJ 1214 b距離地球約48光年，其質(zhì)量與半徑分別估計(jì)為地球的6.26倍和2.74倍。它圍繞一顆紅矮星運(yùn)行，公轉(zhuǎn)周期約為1.58地球日，而紅矮星比太陽更小、更冷。由于其與母恒星距離極近，GJ 1214 b處于潮汐鎖定狀態(tài)，這意味著它始終以同一面朝向恒星。因此，JWST觀測到該行星的晝半球與夜半球之間存在顯著溫差，表明其大氣中熱量輸送的效率較低。最后，其平衡溫度大約在550K，處于本研究的參數(shù)范圍內(nèi)，并且其大氣具有高金屬豐度特征。

未來幾年和十幾年，研究人員將會在系外行星的“煙塵工廠”方面獲得哪些新的認(rèn)識與見解？答案仍等待著時間的沉淀，而這正是科學(xué)的意義所在！

一如既往，繼續(xù)探索科學(xué)，繼續(xù)仰望星空！

責(zé)任編輯：王啟儒

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

微信號：astronomycn

手可摘星辰

謝謝閱讀