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GJ 3470b 科學家發現大氣成分更像恆星的行星
2024-11-01 07:24:44 *
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作者 主題: GJ 3470b 科學家發現大氣成分更像恆星的行星  (閱讀 4467 次)
peter
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« 於: 2018-12-14 21:47:50 »

 GJ 3470b 科學家發現大氣成分更像恆星的行星 

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哈伯發現系外行星GJ 3470b正在快速蒸發消散中

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GJ 3470b可能已經失去了35%的物質
https://scitechdaily.com/hubble-discovers-fast-evaporating-warm-neptune-exoplanet-gj-3470b/


http://www.epochtimes.com/b5/18/12/14/n10910728.htm


藉由美國國家航空航天局(NASA)的哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope),天文學家在幾年前發現一顆海王星大小、被命名為GJ 436b  Huh?  的溫暖行星正在流失大氣。

現在,在一項探索系外行星的研究中,天文學家發現第二顆同樣很溫暖、同為海王星尺寸的行星在流失大氣,其速度比GJ 436b快了100倍。

這顆行星距離地球97光年,被命名為GJ 3470b。它和GJ 436b都位於距離各自母恆星約370萬英里(595 (萬) 公里)之處,這相當於太陽系最內側行星──水星與太陽之間的距離。

主導這項研究的瑞士日內瓦大學(University of Geneva)研究人員布里爾(Vincent Bourrier)說:「這是一顆行星在一生中經歷大量質量流失的最極端案例之一。如此龐大質量的流失對於其發展會有重大的影響,並衝擊我們對接近母恆星的系外行星的起源和命運的了解。」

儘管比較大型、像木星大小和比較小型、像地球大小的系外行星很多,但像海王星大小的中型系外行星(大約比地球大4倍)卻很罕見。

研究人員假設說,這些海王星大小的行星在失去大氣之後,最終會變成比較小的行星。但研究人員很難見證這樣的過程,因為它們只能以紫外光進行研究,這導致研究人員只能探索距離地球不超過150光年、沒有被星際物質遮掩的鄰近恆星。

研究人員表示,GJ 3470b的低密度使它難以承受高溫的大氣。儘管GJ 436b的母恆星年齡介於40億至80億年之間,GJ 3470b的母恆星年齡卻只有20億年。這顆比較年輕和活躍的恆星會發出更多輻射線使GJ 3470b的大氣升溫,進而使它更難存活。

天文學家估計說,GJ 3470b可能已經失去了35%的物質,預計在幾十億年後會流失所有氣體,只剩下一個岩石核心。

« 最後編輯時間: 2021-01-04 11:43:14 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #1 於: 2018-12-17 20:35:46 »

https://windowonthesky.blogspot.com/2018/12/where-did-hot-neptunes-go-shrinking.html?fbclid=IwAR3GmsWnmuNd46UWbByUGGaMdJXSmyvTC9R4lcobRilq2tSDBjXgyX_2as8

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« 回覆文章 #2 於: 2019-01-30 12:34:27 »

http://www.sohu.com/a/282140437_99946290

https://www.tam.museum/astronomy/astronomy_detail.php?lang=tw&id=388

觀測發現一顆很靠近母恆星的系外行星GJ 3470b,這是顆海王星級系外行星,但離母恆星僅約600萬公里,相當於水星到太陽距離的1/10左右,其大氣被母恆星強烈輻射炙烤至超過攝氏930度的程度,導致大氣被快速蒸發,脫離行星重力掌控,使行星直徑逐漸縮減。

目前已知的非常靠近母恆星的系外行星中,絕大部分要嘛就大到熱木星(hot Jupiter)等級,要嘛就是小到熱超級地球(hot super-Earth,小於1.5倍地球直徑)等級,很少有介在中間的熱海王星(hot Neptune)等級。熱海王星之所以這麼罕見的原因,天文學家認為或許是因為這類熱海王星本來就很稀少,或是因為只在某一時期數量很多但之後卻消失的緣故。事實上,絕大部分已知的海王星級系外行星都只是「溫暖」的程度,其公轉距離遠離了天文學家認為能發現熱海王星的區域,是謂「暖海王星(warm Neptune)」。

天文學家們不知道熱海王星都到哪去了。如果繪製行星大小相對於至母恆星距離的分布圖,會發現圖中出現一個空白地帶(下圖中標示Hot Neptune Desert之處),讓天文學家疑惑不已。天文學家們並不確定大氣蒸散對這個空白地帶的影響有多重要,但至少哈伯觀測顯示有許多暖海王星在空白地帶邊緣,所以這是大氣蒸散的確與空白地帶有關的直接證據。




由於被蒸散的大氣會在行星周圍形成龐大的氣體雲繭,行星經過母恆星前方時,氣體雲繭中的氫元素吸收恆星星光,致使恆星光譜中的紫外波段出現吸收特徵。因此Bourrier等人就是利用哈伯上的光譜相機(Space Telescope Imaging Spectrograph)搜尋這個氫的紫外特徵,以茲為行星大氣流失的鐵證。

到目前為止,天文學家已發現2顆大氣正在逸散至太空中的暖海王星。在最近的GJ 3470b發現之前,前幾年發現的GJ 436b曾是表面溫度最高的暖海王星。測量出的溫度更高的GJ 3470b,其大氣蒸散速度約是GJ 436b的100倍,是目前已知行星中質量流失速度最快者之一!Bourrier等人估計:GJ 3470b存在至今,大約已流失35%的原始物質;在它的紅矮星母星更年輕、發出更多輻射的時期,質量流失速率可能比現在還高。

GJ 3470b蒸散速度比GJ 436b的原因,可能是因為GJ 3470b大氣比較沒那麼稠密,導致其被母星加熱之後,受到的重力束縛也比較少,所以比較容易逸散。另一個原因可能是因為GJ 3470b的母恆星只有20億歲,比GJ 436b母恆星的40~80億歲年輕多了;雖然這兩顆恆星都是紅矮星,但年輕恆星釋放能量比較強烈,GJ 3470b受到的衝擊自然會比GJ 436b多。

這些發現讓天文學家更加確信:這些熾熱的系外行星可能屬於生命期很短暫的罕見類型,其最終命運就是會縮減至絕大部分常見的已知系外行星類型—「迷你海王星(mini-Neptunes)」,這種行星比地球大但比海王星小,且擁有以氫為主的濃厚大氣。甚至,迷你海王星的大小還會繼續縮減成「超級地球」的程度,成為質量以地球大的岩質行星。如果GJ 3470繼續快速地流失質量,估計或許在在約幾十億年之後,也會縮減成一顆迷你海王星。

氫並不是GJ 3470b大氣唯一逃跑的元素,但卻可作為其他流失物質的示蹤器(tracer)。這些天文學家認為蒸散的氫拽著諸如原本在大氣比較深層的碳等其他元素跟著一起流失至太空中,因此它們計畫利用哈伯捕捉比氫和氦還重的其他流失元素。不過他們遇到一個難題,那就是受到星際氣體的屏蔽,150光年外的暖海王星無法偵測到氫流失的現象。GJ 3470b距離地球只有97光年,還在可偵測範圍內。

因為氦不會被太空中的星際物質屏蔽,所以氦可作為暖海王星大氣流失物質的另一個示蹤元素。這些天文學家利用哈伯和未來的韋伯太空望遠鏡在紅外波段搜尋氦元素特徵,如此一來便可拓展搜尋的範圍,而且韋伯非常靈敏,或許還可偵測到迷你海王星流失大氣中的氦元素。


GJ436b
  http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=45&topic=29511.0

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« 回覆文章 #3 於: 2021-01-04 11:42:12 »

2019  
科學家發現大氣成分更像恆星的行星  
https://technews.tw/2019/07/04/exoplanet-gj-3470b-atmosphere-solar-system-space-telescope-proplyd-or-protoplanetary-disc/?fbclid=IwAR3dBwMOOiU1WG7XLjXq_2vCxtcPpmUrKRhdaC86dm8m9UZVQcQL2w_WdTk


利用 NASA 的哈伯太空望遠鏡、史匹哲太空望遠鏡數據,天文學家現在首次研究葛利斯 3470b 行星的大氣,卻發現它並不如預期中出現氧、碳等重元素,反而擁有近乎原始的氣體成分:氫氣和氦氣,這有點神秘。

怎麼說呢?現今地球大氣以氮氣和氧氣為主,若從組成成分來看,葛利斯 3470b 更像是一顆恆星而不是一顆行星,比如我們太陽的化學組成,有 73% 都是氫,其餘便幾乎都是氦,至於氧、碳、氖、鐵和其他重元素的質量遠少於 2%;而太陽系的氣態巨行星木星、土星主要也由氫和氦構成,但它們還含有其他化合物如甲烷、氨,反觀葛利斯 3470b,幾乎不存在這些化合物。

更特別的是,葛利斯 3470b 的軌道非常接近母恆星,但它的質量遠遠低於木星(地球質量 318 倍),與其他系外行星如:熱木星形成鮮明對比。天文學家認為,熱木星原本應形成於外圍區域,之後才隨著時間推移慢慢遷至母恆星附近,而葛利斯 3470b 可能一開始就出生在母恆星附近。

 

根據加拿大蒙特婁大學天文學家 BjörnBenneke 推論,葛利斯 3470b 最初只是原行星盤中一塊小岩石,但它卻和新形成的恆星搶養分,拚命從原始氣體盤中吸取氫氣及氦氣,想要成長為巨行星;沒想到的是,年輕恆星成長速度極快,原行星盤的物質很快就被恆星吃光光,阻止了葛利斯 3470b 成為巨星。

聽上去好像有點悲傷,並且天文學家在分類時,也對這顆行星的去向感到茫然:它應該被稱為超級地球?熱海王星?還是要再成立一個全新行星家族?

無解的天文學家正在等待詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)發射升空。也許 JWST 到時候會發現,宇宙中還有很多行星就跟葛利斯 3470b 一樣地位尷尬、不像地球也不像海王星,或許成立一個混血兒行星家族給它們也不錯。


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https://mxplank.com/ExoPlanets%20-%20Series%20-%2019%20-%20Structure%20of%20Exoplanet%20GJ%203470%20b.php
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« 回覆文章 #4 於: 2021-01-04 11:45:58 »

http://www.sci-news.com/astronomy/fast-evaporating-warm-neptune-gj-3470b-06722.html 
Dec 14, 2018

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