被称为“热木星”的气体巨星之谜被揭开

2022年4月25日

lovebet爱博体育下载研究人员领导的一项重大新研究已经回答了关于太阳系外行星(被称为“热木星”)的五个长期存在的问题.

这项研究发表在 天体物理学杂志增刊系列这是迄今为止对系外行星大气进行的规模最大的调查之一. 研究人员利用狄拉克 HPC设施的高性能计算机分析了25颗热木星的大气，数据来自大约1,000小时的望远镜观测.

热木星是气体巨星，围绕其恒星运行，通常在10天之内. 虽然在lovebet爱博体育官网下载的太阳系中没有，但它们在太阳系外是一种常见的行星类型.

通过使用大量的系外行星样本并分析大量的数据, 研究人员能够确定趋势并解决多年来小型研究无法最终回答的问题.

研究结果包括, 研究人员发现，热木星的昼夜面非常不同, 从白天到晚上，气温下降了数百摄氏度(研究人员发现平均相差1000K).

他们还发现，许多热木星都有热反转的大气层, 也被称为平流层, 它们上层大气的温度随着海拔的升高而升高. 这似乎是由金属元素(氧化钛)的存在引起的, 氧化钒和氢化铁)，它们吸收了恒星的光，从而使大气升温. 这是一个类似的现象发生在地球上通过臭氧层.

The researchers also confirmed that molecules were breaking apart in the hottest planets; they found some planets had less water than expected, suggesting they formed in a different way to the more water-abundant planets; and they 检测到的金属比模型预测的要多, 这意味着这些行星的形成可能与lovebet爱博体育官网下载之前认为的不同.

研究人员表示，更好地了解系外行星将有助于解决lovebet爱博体育官网下载太阳系演化的问题.

首席作者Quentin Changeat博士(lovebet爱博体育下载物理系) & 天文学)说:“许多问题，比如地球上水的起源, 月球的形成, 以及地球和火星不同的进化史, 尽管lovebet爱博体育官网下载有能力获得原位测量，但仍然没有解决. 大型系外行星种群研究, 比如lovebet爱博体育官网下载在这里展示的这个, 以理解这些一般过程为目标.”

联合第一作者比利·爱德华兹博士(lovebet爱博体育下载物理学) & 天文学和粮食à l'énergie原子和aux énergies替代品，或东航)说:“lovebet爱博体育官网下载的论文标志着该领域的一个转折点. lovebet爱博体育官网下载现在正从单个系外行星大气的特征转向大气种群的特征.”

该研究小组使用了美国宇航局/欧洲航天局哈勃太空望远镜600小时的观测数据, 以及400小时的斯皮策太空望远镜观测. 他们结合了两种技术——研究凌日(行星从恒星前面经过)和月食(行星从恒星后面经过)的信息。. 他们创造的工具是开源的，现在世界各地的研究人员都可以使用.

这项工作是通过协同使用大型超级计算设施而实现的:英国的狄拉克高性能计算(HPC)设施, 由科学技术设施局(STFC)资助, 还有斯威本的OzSTAR设施, 澳大利亚. 需要大量的计算资源，因为每次行星观测都必须与数百万个大气模型进行测试，以便提取出可能的最佳情景.

Ahmed Al-Refaie博士, lovebet爱博体育下载空间外化学数据中心数值方法负责人，该研究的合著者, 他说:“要使这些类型的大规模分析成为可能，对最先进工具和超级计算资源的需求是至关重要的, 特别是在外大气层领域正走向詹姆斯·韦伯太空望远镜和欧空局的阿里尔太空任务的时代。”.

来自lovebet爱博体育下载的一个国际研究团队参与了这项研究, 伦敦玛丽女王大学, 埃克塞特大学, 东航, 丽莎, 苏黎世大学, 佛罗伦萨大学, 美国熨斗研究所, 日本国家天文台(NAOJ)和高等研究研究生院, SOKENDAI, 日本. 这项研究得到了UKRI的支持, STFC, 英国航天局, 欧洲研究理事会, 研究中心(法国), CNRS(法国)，ANR(法国) 以及日本科学促进协会.