天文學家發現距離地球260光年的熱海王星擁有不應存在的大氣

美國堪薩斯大學（University of Kansas）一組天文學家領導的研究團隊，利用自美國太空總署的凌日系外行星巡天衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，縮寫 TESS）和史匹哲太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope）數據，首次描繪出一稱為熱海王星的極不尋常系外行星大氣層。

凌日系外行星巡天衛星發現第一顆擁有特殊大氣光譜，編號 LTT 9779b 系外行星，這是一顆發現有大氣的熱海王星，它發射光譜與先前研究的許多較大的熱木系外行星星根本不同。

堪薩斯大學物理和天文系伊仁·哥士非（Ian Crossfield）副教授表示：我們首次測量了不應該存在，來自這個星球的光譜。這顆行星受到恆星強烈照射，溫度超過攝氏1,650度，它的大氣屬可能已經完全蒸發。然而，我們的史匹哲太空望遠鏡觀測結果發現，這夥行星發出紅外光，向我們展示了它存在的大氣。

哥士非副教授還說：「這顆行星沒有固體表面，比我們的太陽系中的水星還要熱得多，不僅會導致該行星大氣中的鉛熔化，還會導致鉑，鉻和不銹鋼熔化。在這個星球上，公轉週期間不到24小時，這是一個相當極端的行星系統。」

熱海王星LTT 9779b於去年才發現，成為美國太空總署全天空TESS行星搜尋任務發現的首批海王星大小行星之一。哥士非及他的研究團隊使用一種稱為相曲線（phase curve）分析的技術來破解系外行星的大氣成分。

哥士非副教授說：「我們測量了行星繞其軸旋轉360度時發出的紅外光的數量。紅外光可以顯示物體的溫度以及地球上最熱和最冷的位置。在地球上，中午不是最熱；直到下午幾個小時才最熱。但是在這個星球上，實際是中午是最熱的時分，我們看到大部分紅外光來自恆星運行到行星正中的位置，而來自行星其它部分的紅外光則少得多。」

系外行星研究所的尼古拉斯·科萬（Nicolas Cowan）指出：這顆行星比我們預期的要涼得多，它的表明正在反射入射的大部分星光，可能是由於白天的雲層所致。加拿大蒙特利爾的麥基爾大學（McGill University）幫助分析和解釋熱相曲線測量結果。行星也沒有向它的夜側傳遞大量的熱量，我們認為那些吸收的星光很可能在大氣中已經大量吸收，能量從那裡迅速輻射回太空。

根據哥士非副教授的說法，隨著對系外行星大氣層的研究逐漸向著越來越小的行星發展，結果只是進入系外行星探索新階段的第一步。他表示：我不會說我們現在已經了解這個星球的一切，但是我們已經進行足夠的測量，知道這將成為將來研究的一個非常有成果的對象。它已經成為美國太空總署詹姆斯·韋伯（James Webb）太空望遠鏡未來幾年的觀測目標。

【圖、文：節譯自堪薩斯大學2020年10月26日新聞公佈】研究全文刊登在2020年10月26日出版的《天體物理學快報》