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Jul. 25 2023

不應存在的超亮系外行星

  • 藝術家繪製的LTT-9779恆星系統,左邊為母恆星,右邊的小亮點為該系外行星, 圖片取自ESA

    藝術家繪製的LTT-9779恆星系統,左邊為母恆星,右邊的小亮點為該系外行星, 圖片取自ESA

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在我們的銀河系裡,有一顆不該存在的行星竟然有玻璃和鈦所組成的雲,它的名字叫LTT-9779 b,距離我們約263光年,它的亮度極高,反射自母恆星80%的光,簡直就像一面鏡子,這個數值比太陽系的金星更高,金星只反射了大約四分之三的太陽光。

不僅如此,LTT-9779 b的大小相當於一個海王星,溫度高達攝氏2100度,這是目前所有此類系外行星中的最高溫度,想像一個燃燒的星球,非常靠近它的恆星,沉重的金屬雲漂浮在高空,下雨時雨滴的成分是鈦。

該行星最初是透過凌日系外行星巡天衛星(TESS)在2020年的大範圍觀測中掃描到的,接著又藉由歐洲太空總署的系外行星特性探測衛星(CHEOPS,又可稱古夫號)花費更多的時間觀察取得更詳細的光變曲線資料,只要取得亮度資料,再減去由熱發出的光,就能得到行星的反照率,例如:地球的反照率為30%,金星的反照率為75%。天文學家比喻,要使浴室產生雲,你可以冷卻空氣,直到水蒸氣凝結後藉由浴室中的灰塵凝結核形成,又或是你可以讓熱水一直流出直到空氣中的水蒸氣飽和,無法容納更多水蒸氣而形成雲。同樣地情況也發生在LTT-9779 b中,雖然溫度很高,但能形成相應溫度的金屬雲,大氣中充滿了矽酸鹽類及金屬蒸氣。 

但是,LTT-9779 b的大氣層很怪,在如此炙熱的溫度下,任何大氣都可能蒸發殆盡,即使是有玻璃和金屬雲的大氣當然也不例外,根據過往的行星模型,這顆系外行星屬於「熱海王星沙漠」,類似的行星非常稀少,尤其是在母恆星X射線及紫外線的強烈照射下難以保留它的大氣層,科學家最初認為它的高重力可能有助於留住它的大氣。然而,新的研究提供了另一種額外機制,行星的高反照率讓這些雲層反射大量光線,阻止行星大氣變得太熱和蒸發,再加上這些雲層的高金屬含量更難以被吹走,因此留下了行星大氣。

歐洲太空總署對系外行星的研究並不止步於此,古夫號只是系外行星任務中的第一個,未來在2026年,柏拉圖號(PLAnetary Transits and Oscillations of stars)也將加入行列,專注於可能存在生命的類地系外行星觀測,2029年的亞列爾號(Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey)則將負責研究系外行星的大氣,相關的研究發表於《天文與天體物理學報》(Astronomy and Astrophysics》上。

 

資料來源:ESA

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

 

 

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