俄罗斯基础研究基金会西伯利亚分部激光物理研究所的科学家们对著名的“热木星”HD189733b的大气层进行了建模,并了解了阻碍在该行星大气层中稳定发现氢的原因。他们还定义了这个行星系统的物理化学特性。他们在2023年8月的亚太地球物理学会研讨会上就此主题发表了演讲,该工作发表在《天体物理学杂志》上。

研究人员报告了热木星HD189733b的大气层

系外行星是太阳系之外的行星。其中研究最多的是所谓的热木星家族。就大小和重量而言,它们可以与木星系外行星进行比较,但它们绕恒星运行的距离比水星绕太阳运行的距离近10倍。

如此近距离和高温导致大气以超声波速度逃离行星,大气的运动及其内容可以借助传输光谱的方法进行研究。该方法包括记录行星大气层对恒星辐射的吸收,并能够定义大气中存在哪些元素,从而使研究人员能够得出有关各种元素的速度和密度的结论。

HD189733b在不到十年的时间里吸引了研究人员和望远镜的观测时间。这颗行星因其蓝色而变得受欢迎,这是由玻璃(硅酸盐)雨(硅酸盐颗粒上升到大气中)引起的。这颗行星最有趣的谜团之一是氢线Lyα中的“消失”凌日——对这个波长音叉吸收的测量结果是相当不一致的。

亚稳态氦IK线1083nm的情况更清楚一些——在其局部观察到凌日两次,但幅度不同。这些变化表明HD189733b行星物质流出的方式存在显着不同,而计算机建模是研究可能的变化原因的最可用方法。

俄罗斯基础研究基金会西伯利亚分部激光物理研究所的科学家创建和开发了世界上最先进的仪器之一,用于对系外行星大气中的复杂特征进行建模并解释凌日吸收。

将其应用于HD189733b后,科学家发现氢线Lyα中吸收不稳定的最可能原因是主星的高活动性,这表现为紫外区辐射通量的增加(FXUV,erg∙cm-2с)-1Å-1for1АЕ)和恒星物质质量损失的速度。人们发现,这些因素的变化不仅会因强恒星风中能量中性原子的形成而导致氢谱线中的渡越吸收检测发生变化,而且还会导致亚稳态氦谱线中的不同吸收。