哈勃测量'超级木星'系外行星2M1207b的旋转

这是一颗行星的例证,它是木星质量的四倍,距离褐矮星伴星物体(在背景中看到的鲜红色的恒星)轨道50亿英里

这个星球距离我们只有170光年

我们的太阳是背景中的一颗微弱的星星

使用哈勃太空望远镜,一组天文学家通过观察大气中不同的亮度来测量极端系外行星的旋转速率

这是使用直接成像对大型系外行星旋转的第一次测量

“结果令人兴奋,”亚利桑那大学图森分校的Daniel Apai说,他是哈勃调查的负责人

“它为我们提供了一种独特的技术来探索系外行星的大气层并测量它们的旋转速度

”这颗行星称为2M1207b,质量约为木星的四倍,被称为“超级木星”

它是一个伴星一颗被称为褐矮星的失败恒星,在距离50亿英里处绕物体运行

相比之下,木星离太阳大约5亿英里

褐矮星被称为2M1207

该系统距离地球170光年

哈勃望远镜的图像稳定性,高分辨率和高对比度成像能力使天文学家能够在旋转时精确测量行星的亮度变化

研究人员将亮度变化归因于行星大气中复杂的云层模式

新的哈勃测量不仅可以验证这些云的存在,还可以显示云层是斑片状和无色的

10年前,天文学家首次观测到了哈勃的大型系外行星

观测显示系外行星的大气层足够热,可以产生由硅酸盐制成的“雨”云:蒸发的岩石冷却形成微小的颗粒,其大小与香烟烟雾中的大小相似

在大气层中,铁水滴形成并像雨一样落下,最终在进入大气层的较低层时蒸发

“所以在更高的海拔地区会下降玻璃,在低海拔地区会下降铁,”该研究报告的第一作者,亚利桑那大学的周一凡说

“大气温度介于约2,200至2,600华氏度之间

”超级木星非常热,在红外线下看起来最亮

天文学家使用哈勃望远镜的宽视场相机3来分析红外光中的系外行星,探测物体的云层并测量其旋转速率

这个星球很热,因为它只有大约1000万年的历史,而且还在收缩和冷却

相比之下,我们太阳系中的木星大约有45亿年的历史

然而,这个星球不会保持这些炙热的温度

在接下来的几十亿年中,该物体将逐渐冷却并消失

随着温度的降低,铁和硅酸盐云在大气层中也会形成越来越低,最终会从视野中消失

周和他的团队也确定超级木星大约每10小时完成一次旋转,旋转速度与木星大致相同

这颗超级木星的质量仅比它的棕矮星主体低五到七倍

相比之下,我们的太阳质量比木星大1000倍

“所以这是一个很好的线索,我们研究的2M1207系统与我们自己的太阳系不同,”周解释道

围绕太阳旋转的行星通过吸积形成在一个星际盘内

但是超级木星及其伴星可能在一对独立圆盘的重力坍塌过程中形成

“我们的研究表明,哈勃及其继任者,美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜,将能够根据我们从他们那里获得的光来获得系外行星的云图,”阿帕伊说

事实上,这个超级木星是Webb望远镜的理想目标,这是一个计划于2018年发射的红外空间天文台

韦伯将帮助天文学家更好地确定系外行星的大气成分,并通过哈勃望远镜演示的新技术从亮度变化中获得详细的地图

观察结果

PDF研究的副本:在行星 - 质量伴随中发现旋转调制2M1207b:中等旋转周期和低重力大气中的异质云来源:Donna Weaver / Ray Villard,太空望远镜科学研究所

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