HD 209458b :HD 209458b

更新时间:2024-09-21 02:03

HD 209458b是围绕恒星HD 209458公转的太阳系外行星。它位于飞马座方向,距离地球大约150光年,为一颗热木星。围绕着一颗类太阳恒星运行。该行星表面的大气层缓慢地被沸腾汽化,导致行星表面温度非常高。这一温度大约可达到1500摄氏度,加热点燃的氢气使这颗行星上的氧气和碳分子出现剥离,这些氧气和碳分子被携载形成一股流动的光环,位于行星的末端。通过观测这种“吹气”效应,使天文学家认为这属于一种全新概念的行星——固体残骸内核形成这颗巨大的气态巨行星

HD 209458的视星等为7等,肉眼不能看见,可用双目望远镜来观测。该行星的非正式名称为“欧西里斯”(Osiris)。该行星的公转轨道半径约为700万公里,相等于0.05天文单位,相当于水星轨道距离的八分之一。其公转周期为3.5天,对着恒星一面的温度约1500摄氏度,而背面则只有几百度。质量是地球的220倍,相等于0.7个木星质量。

HD 209458b具有多个外行星的第一纪录,包括首个以凌日观测的方式发现的外行星、首个已知有大气的、首个观测到有蒸发中的氢气层的,以及其大气成份含有氧和碳的。

行星发现

透过对HD 209458作出的光谱观测,该行星於1999年11月5日首度被发现。天文学家对已知有行星的恒星作出光度观测,希望可量度到行星凌日导致光度稍微减少的现象。要在地球作凌日观测,该行星的轨道倾斜需使行星能够通过地球与该恒星之间,当时并没有外行星以凌日观测方式发现。

11月7日,天文学家录得该恒星的光度下跌了1.7%,及後证实是行星凌日导致的。每次凌日持续约3小时,恒星表面有1.5%被行星覆盖。

Hipparcos卫星多次对该恒星作出观测,从而能使天文学家能准确计算出该行星的公转周期为3.524736天。该行星被建议以埃及神话中的冥王欧西里斯来命名。

物理特征

透过分析光谱的数据,得出该行星的质量比木星小,约为木星的0.7倍。在地球上能够观测到的行星凌日使天文学家可计算出该行星的半径,比木星长约35%,这是不可能在单靠都卜勒侦测来发现的外行星上做到的。造成其半径比木星长的原因,有人认为它与恒星距离极近,可称之为热木星,其物质在高温下膨胀,造成其密度较低。

行星大气

2001年11月27日,哈勃空间望远镜透过光谱分析,发现该行星的大气含有元素钠,那是人们首次在外行星上发现大气,至2003/04年间,天文学家又陆续在大气中发现氢、碳和氧,而温度可达摄氏度10,000度。在此高温之下,粒子速度以詹姆斯·麦克斯韦路德维希·玻尔兹曼分布(Boltzmann)形式分布,在尾部的粒子速度高於行星的逃脱速度。该行星每秒估计正散失1-5亿公斤的氢气,其氢尾长度可达20万公里。

行星环境

潮汐锁定

HD 209458b行星距离地球150光年,这是一颗热木星,这颗行星唯一的便利条件就是你不必烦恼设置手表时间。

HD 209458b行星受主恒星潮汐锁定(tidally locked),意味着这颗行星的一侧将总朝向主恒星,另一侧则一直处于黑暗之中。

由于这种不一致性,该行星的风力与HD 189733 b行星相似,但风力仅达到时速4500英里。

黑雪

一觉醒来发现大地被白雪覆盖是一件令人惊奇的事情!但是在太阳系外行星HD 209458b上可没有这么浪漫,那里下的是炽热的黑雪,大地酷似大火过后的森林。

系外行星HD 209458b属于“热木星”家族,“热木星”是距离其母星很近的一类巨大气态巨行星。相比之下,我们太阳系中的巨气体行星――木星土星由于离太阳比较远,所以处于冰冷的状态。HD 209458b还是一颗被潮汐锁定(tidally locked)的行星,也就是说它的一面总是白昼,而另一面则总是处于黑夜。处于白昼的一面温度高达2000摄氏度,而处于夜晚的一面温度相对较低,大约在500摄氏度。

当然,在这样的星球上,雪花不可能由水凝结而成!由于两半球的巨大温差,导致大气环流在两半球之间不断交换物质和能量。这意味着,一些物质在白昼的一面处于气态,而流入到夜晚的一面则会冷却为固态,并以酷似“雪花”的形式纷纷落下。其中就有一类叫做二氧化钛的物质。

虽然氧化钛仅仅是热木星大气层中的一小部分,但是这种化合物有能形成降雪的独特性质。关于热木星的旧模型显示,氧化钛在夜晚的天空凝结成雪花纷纷落下,然后就永远堆积在地面。法国科学家Vivien Parmentier说:“可以想象,如果地球上没有使雪花重新成为水蒸汽的机制,那么将不会再有降雪。”

现在,科学家建立了一个全新的计算机3D模型,来模拟热木星上物态的变化。新模型表明,降落的固态氧化钛可以重新变为气态进入大气,强烈的上升气流可以把它带入到高层大气。进入高层大气的二氧化钛可以参与新一轮的降雪,从而形成持续不断的物质循环。

参考资料

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