記者18日從中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)了解到，該臺(tái)與美國(guó)亞利桑那大學(xué)研究人員合作，發(fā)現(xiàn)光學(xué)波段的信號(hào)可以作為探測(cè)熱木星大氣逃逸的探針。國(guó)際著名期刊《天體物理雜志快報(bào)》發(fā)表了這一成果。
早在2003年，人們通過觀測(cè)遠(yuǎn)紫外波段的信號(hào)，發(fā)現(xiàn)離主星很近的熱木星大氣中處在低能態(tài)的較冷氫原子以一種劇烈的形式向外逃逸。這種逃逸可對(duì)行星演化造成嚴(yán)重影響。
“近幾年，人們?cè)诠鈱W(xué)波段成功探測(cè)到行星大氣中較熱氫原子對(duì)主星遮擋時(shí)產(chǎn)生的微弱吸收信號(hào)，如氫的光學(xué)波段透射光譜。”云南天文臺(tái)郭建恒研究員說，然而研究者一直缺乏有力的模型，來論證這些較熱的氫原子產(chǎn)生的吸收信號(hào)與大氣逃逸之間的關(guān)系。
郭建恒與博士研究生閆冬冬以及亞利桑那大學(xué)黃辰亮博士等人合作，基于自主開發(fā)的流體動(dòng)力學(xué)逃逸大氣模型和輻射轉(zhuǎn)移模型，在細(xì)致地計(jì)算了冷熱氫原子的分布后，模擬了熱木星WASP-121b在不同觀測(cè)時(shí)刻光學(xué)波段透射光譜的數(shù)據(jù)。研究表明，這顆行星周圍存在數(shù)量巨大的逃逸中性氫氣體，每年損失物質(zhì)以10萬億噸計(jì)。這些被行星拋射的物質(zhì)中，熱氫原子的速度比聲速更快，并造成了光學(xué)波段的吸收。這也說明，光學(xué)波段的信號(hào)可以用作探測(cè)大氣逃逸探針。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，行星大氣在不同時(shí)刻的吸收水平變化，反映了主星不同的活動(dòng)特性，恒星更強(qiáng)的活動(dòng)水平可導(dǎo)致行星大氣更深的吸收。這一發(fā)現(xiàn)有助于更好地理解主星活動(dòng)性對(duì)行星大氣逃逸的影響。
