北愛爾蘭天文學家首次在系外行星發現羥基


北愛爾蘭貝爾法斯特女王大學(Queenʻs University Belfast)天體生物學中心以史蒂芬努斯·努格何(Steveus Nugroho)博士為首的天文學家團隊在WASP-33系外行星上發現羥基(hydroxyl radical,簡寫 OH),WASP-33是環繞編號HD 15082恆星的系外行星,質量大約是木星的四倍,距離母恆星約0.026 AU,比水星環繞太陽公轉的軌道更近,大氣溫度超過2,500°C,屬於熱木星。在地球的大氣中,羥基主要是由水蒸氣與氧原子反應而生成,是所謂的大氣清潔劑,可清除危害地球生命的污染物氣體(例如甲烷,一氧化碳)。這是首次在系外行星的大氣中直接觀測到羥基特徵。像這種遠比地球更熱、更大的氣態行星中,天文學家先前已經發現鐵和二氧化鈦氣體跡象。天文學家認為大多數的羥基是WASP-33b大氣的水蒸氣受到極高溫度破壞而產生。

研究小組使用日本位於夏威夷的8.2米的昴星團望遠鏡的紅外多普勒( Infrared Doppler)儀,這種新光譜儀可測量恆星和行星的原子和分子。由於多普勒效應能檢測光譜中隨著行星速度變化的頻率特徵,所以能夠將行星與明亮的恆星的元素或分子區分開。如此利用紅外多普勒儀的強大功能,天文學家能夠檢測到行星大氣中羥基的微小訊號。努格何表示,紅外多普勒儀是研究系外行星大氣的最佳紅外儀器,但目前技術仍僅適用於非常熱的行星,希望進一步開發儀器,最終能研究類似地球的行星大氣。

【圖:貝爾法斯特女王大學;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2021年3月23日出版的《天體物理學快報》

HD = The Henry Draper Catalogue = 亨利·德雷伯星表
WASP = Wide Angle Search for Planets = 廣角尋找行星星表

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