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太阳系外行星大烤炉:为什么美国宇航局在实验室里制造了一种新鲜的外星大气

热木星是气态巨行星,它们的轨道与主太阳非常接近。科学家们在遥远的太阳系中发现了几十颗这样的行星,部分原因是它们的大气模糊不清。现在,美国航天局的一个研究小组用一个非常非常热的烤箱在地球上重建了一个炽热的木星大气层。美国宇航局/喷气推进实验室(JPL)的科学家们已经开发出一种简单的新配方,可以烘烤新鲜的外星大气,你也可以在家里跟着做,这要归功于1月29日发表在《天体物理学杂志》上的一项便利的研究。

你只需要一个氢气烧杯,一捏一氧化碳和一个烤箱设置为华氏2200度(摄氏1200度)。将混合物充分涂上紫外线,然后烘烤200小时。维奥拉!你现在有了自己的系外行星大气层,可以进行分析了。(请不要吃外星大气。)

为什么美国航天局要把贝蒂·克罗克全部送上外层空间?该机构正试图解决一个关于一类被称为热木星的系外行星的谜题——这些气体巨星离它们的主太阳如此之近,以至于它们在不到10个地球日的时间内就在一个完整的轨道上呼啸而过。JPL小组在一份声明中说,[人类为什么还没有发现外星人的9个科学借口]

从名字中你可能可以直觉到,热木星正在灼热-通常达到大约1000到5000华氏度(530到2800摄氏度)的温度。它们还受到来自附近太阳的紫外线(UV)辐射的轰击。

这种极端的生活安排使得热木星比许多系外行星更明亮,也更容易深入研究。几千颗已知的系外行星中,有一小部分属于这一类,与太阳系以外的大多数行星不同,天文学家通常可以通过在不同波长的光中成像大气来识别一颗炽热的木星。这些大气往往是非常模糊的,即使在高海拔和低气压地区,云不可能形成。

美国宇航局喷气推进实验室的团队想知道为什么。因此,研究小组成员试图用一个非常非常强的烤箱在实验室制造出他们自己的热木星大气。

之前的工作,比如2016年发表在《空间科学评论》杂志上的这项研究,有人认为,炎热的Jupiter大气层可能含有大量的氢气(宇宙中最丰富的分子)和少量一氧化碳(CO)。因此,研究小组用少量的0.3%的一氧化碳 ... 了一个氢重混合物,并将其加热到不同的温度,在2240华氏度(1230摄氏度)时达到峰值。

仅仅加热这个非法的大气并没有产生所需的烟雾。然而,在紫外线照射下浸泡混合物确实可以。经过一个多星期的辐射暴露在烤箱里,厄萨兹的大气层最终形成了一层悬浮在气体中的悬浮微粒,就像笼罩在城市天际线上的雾。这就产生了他们正在寻找的阴霾。

“这一结果改变了我们对那些朦胧的炽热木星大气的解释方式,”首席研究作者、JPL研究员本杰明·弗莱里在声明中说接下来,我们要研究这些气溶胶的性质……它们是如何形成的,它们如何吸收光线,以及它们如何对环境的变化作出反应。

这项研究提供了第一个证据,证明辐射在制造热木星周围的薄雾外壳方面起着关键作用。在喷气推进实验室的烤箱里,辐射引起的反应也产生了微量的水和二氧化碳,这给天文学家们在扫描宇宙中寻找这些巨大的系外行星时提供了更多的线索。20想象世界彩虹专辑:太阳的多种颜色15个令人难忘的恒星图像

最初发表在现场科学。

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