科学家首次对系外行星进行直接观测 距地球129光年

By admin in 科技中心 on 2019年9月8日

不过昨天,欧洲南方天文台宣布,科学家们已经使用光学干涉法,成功地直接成像了一颗系外行星,这是人类历史上第一次用光学干涉法直接观测系外行星。

2010年,科学家首次发现系外行星HR8799e,环绕飞马座的一颗恒星运行。在一项新技术的帮助下,天文学家得以对这颗行星进行更细致研究。这项新技术结合了甚大望远镜阵列4架望远镜捕获的光线,允许科学家对HR8799e进行直接分析。这是迄今为止科学家首次对一颗系外行星进行直接观测。

宇宙是由引力联结在一起的物质和能量的集合,天体之间距离极度遥远,每个天体实际都相当于一个孤独的禁区。就像我们地球上的生命,很难去到地球以外的其它地方——即使近在咫尺的月球,到目前为止也仅有12个人曾经登陆过。而我们太阳系以外的系外行星,则更是连最好的天文望远镜都难以看到,更别说登陆了。

一幅宽视场图像,展示了飞马座年轻恒星HR8799周围的天域。这幅图像借助“数字化巡天2”计划的数据绘制

ESO在智利有一个着名的甚大望远镜,由4台完全相同的8.2米口径光学望远镜组成,每个望远镜主镜重22吨,厚18厘米,镜筒100吨,加上机架重量共470吨。而这470吨的重量就漂浮在一层0.05毫米的油膜上,可以让这个庞然大物灵活转动,以进行高分辨率的天文观测,等效口径达16米。

超级木星HR8799e有别于太阳系内的任何行星。这颗气态巨行星的质量超过任何系内行星,同时也比系内行星更年轻。巴黎天文台科学家、马克斯-普朗克地外物理学研究所的希尔韦斯特·拉科尔表示:“我们的观测结果表明,这是一个从内部照亮的巨大球状气云,温暖的光线穿过暗淡云层的风暴区。硅和铁颗粒云周围存在对流。这些颗粒发生碎裂,像雨水一样坠落内部。这描绘了一颗系外行星初生时的活跃的大气情况,存在复杂的物理学和化学过程。”

需要注意的是,甚大望远镜的干涉法成像并不能带来漂亮的光学图像,而是从光谱中获取更多数据,这对我们寻找外星生命非常重要。HR8799e位于一个年轻的恒星系中,仅有3000万年的历史,环境温度仍然高达1000摄氏度。这次观测让科学家们对该行星光谱的理解提高了整整一个数量级,并发现了一个奇怪的现象,那就是行星大气中的一氧化碳比甲烷多得多,这可能是HR8799e具有强大的垂直风,导致一氧化碳难以与氢气反应生成甲烷。

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2018年,“引力”号观测到银河系中央超大质量黑洞外侧以30%光速的速度移动的气体漩涡。

所谓天文干涉测量法,是指将多个望远镜的信息结合起来,可以提供比单个望远镜更多更详细更高分辨率的观测结果,其口径相当于望远镜之间的最大距离。前年科学家们利用世界各地的射电望远镜,形成了一个地球直径的巨大虚拟望远镜,直接对银河系中心黑洞进行了成像,结果可能会在近期发布。

“太阳”是甚大望远镜阵列的第一架望远镜,1999年4月1日正式服役。4架望远镜相互配合,形成一个巨大的干涉仪。这个干涉仪能够过滤掉多余的光线,最后的成像细节是单个望远镜的25倍。甚大望远镜阵列参与了首张系外行星图片的拍摄,以及追踪环绕银河系中央超大质量黑洞的恒星。此外,它还对已知最远的伽马射线暴的余晖进行观测。

甚大望远镜这次成像的是位于飞马座的一颗行星HR8799e,距地球129光年,质量大约是我们太阳系木星的5到10倍,是该星系4颗气态行星中最大的一颗,也是距该恒星系母恒星最近的一颗,大约14.5个天文单位,2010年由夏威夷的凯克望远镜首先发现。

借助于一项新技术,科学家首次对一颗系外行星进行直接观测。这个幸运儿是一颗堪称“超级木星”的气态巨行星,被称之为HR8799e,距地球129光年。HR8799e首次被发现是在2010年,环绕飞马座的一颗恒星运行。它拥有暴躁的大气层,由铁和硅颗粒构成的云层不断翻滚旋转。

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