天文學家在 WASP-189b 大氣檢測到氧化鈦和幾種金屬

eric955168

作者 台北天文館 | 發布日期 2022 年 02 月 02 日 13:24

一般來說，行星的大氣溫度會隨著高度增加而降低，除非存在引起溫度反轉的短波吸收器，在地球的大氣中臭氧就扮演著這樣的角色，而在高度輻照的系外行星大氣中，預測其為氧化鈦和氧化釩。利用高精度光譜儀，天文學家在超熱木星WASP-189b大氣中檢測到氧化鈦，還探測到包括中性和單電離的鐵、鈦、鉻、鎂、釩和錳等金屬。

WASP-189b也稱為HD 133112，距離我們約322光年，位於天秤座，是一顆7.3億年的A型恆星。比太陽大，溫度高出太陽攝氏2000多度，因此看起來發出藍色光芒。

WASP-189b於2018年發現，在2020年被CHEOPS太空望遠鏡觀測到，並對其進行了光度觀測，包括對軌道參數的精確測量。WASP-189b是一顆氣態巨行星，半徑約為木星的1.6倍，距離其母恆星WASP-189約為0.05天文單位（約地球到太陽距離的1/20），繞母恆星公轉週期為2.7天。因非常靠近熾熱的A型母恆星，因此平衡溫度高達攝氏2368度。由於WASP-189b是目前已知最明亮的凌日行星系統之一，因此非常適合對其大氣進行光譜研究。

天文學家使用智利拉西拉天文台3.6米ESO望遠鏡的高精度徑向速度行星搜索器（HARPS）光譜儀，觀察在3次凌日中WASP-189的光譜。研究人員透過測量其穿過行星大氣層的光，發現行星大氣中的氣體吸收了一些星光，就像是臭氧吸收了地球大氣中的一些陽光般，留下了其特有的「指紋」。在WASP-189b大氣中留下「指紋」的氣體包括鐵、鉻、釩、鎂和錳，此外還檢測到氧化鈦，氧化鈦能吸收短波輻射，如紫外線輻射。這表示WASP-189b大氣中的一層有類似於地球上臭氧層的作用。

研究人員表示，這些不同氣體的「指紋」與預期略有改變，強風或其他過程可能產生了這些變化，而且由於不同氣體的指紋以不同的方式改變，因此認為它們存在於不同的層中，就像地球上的水蒸氣和臭氧的指紋從遠處看會有不同的改變，因為它們大多發生在不同的大氣層中。該研究結果發表於《Nature Astronomy》期刊上。

▲ 來自Cheops觀測到的WASP-189。（Source：ESA）