“超級地球”GJ 1214b是人們研究最多的附近系外行星之一,體積只比地球稍大一點,也是迄今爲止發現的最小、最像地球的系外世界。據《自然》雜誌網站近日報道,研究人員最近發現,這顆行星也像地球一樣,包裹着一層厚厚的飄着雲的大氣層。

  科技日報訊同時另一研究還發現一顆更大的、海王星大小的系外行星也有云的跡象。這兩項發現表明,許多系外行星可能都籠罩着雲層。相關論文發表在最近的《自然》雜誌上。

  “一直以來我們認爲在某些行星上一定有云,現在的一系列研究結果證明,行星上有云確實非常普遍”,第二項研究論文的第一作者、加州理工大學行星天文學家希瑟·科納森說。

  這兩顆行星都是迄今發現的離太陽系最近的行星。超級地球GJ 1214b距離地球約42光年,繞一顆紅矮星公轉,公轉週期僅38小時。當該行星通過其主恆星表面時,恆星發出的某些光線會被行星大氣層過濾,藉此可以分析出它的成分。

  2010年時,科學家曾報道他們通過主恆星光譜分析,並未發現GJ 1214b有大氣層的特徵。研究人員推測,可能是當時它的雲層正擋住了其背後恆星發出的光;也可能是該行星大氣絕大部分是由重分子如水分子,而不是氫分子構成,這樣恆星重力就會吸引大氣,使其大氣薄而緻密,這種薄大氣層會使特徵光譜範圍縮小到可探測的範圍以下。當時,研究人員還無法區分GJ 1214b的雲究竟是哪種情況。

  利用哈勃太空望遠鏡的觀察,芝加哥大學勞拉·克雷德伯格領導的研究小組分析了GJ 1214b共15次掠過恆星表面時其周圍過濾的近紅外光,充分的數據表明它有一個富含水分的大氣層,由此推斷它一定是被雲層包圍着。克雷德伯格說,大氣層可能仍是絕大部分由水蒸氣構成。“我們發現那一定是雲。”

  由於系外行星大氣的溫度和壓力不同,那些雲可能不像地球上的雲。它們可能由類似硫化鋅或氯化鉀似的物質構成,這兩種化合物凝結成微小的水滴,在那種條件下形成了雲。“這是我們第一次勾畫出系外行星大氣的特徵,該行星比海王星要小。”克雷德伯格說。

  類似的雲也籠罩着另一個更大的、海王星大小的系外行星,名爲GJ 436b。距地球約33光年。加州理工大學行星天文學家希瑟·科納森和同事研究了這顆行星,它也是這種體積的系外行星中的典型。他們也用哈勃望遠鏡觀察了該行星“凌日”時的光線變化。

  同樣,該恆星光譜並未顯示出有大氣層的特徵,因此它要麼是一個雲層大氣,要麼是一種被重力吸下來的水或甲烷之類的重分子大氣。

  海王星絕大部分由氫和氦構成,所以一顆海王星大小的天體卻有着重分子大氣,這與預期不符,科納森說:“我們認爲,這是一顆系外‘海王星’,但如果它沒有很多氫氣,我們就不得不費力思考,怎樣才能形成這樣的行星。”

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