紫金山天文台在热木星晨昏线发现氧化钛分子

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2021-06-10 14:08

IT之家 6 月 6 日消息 据紫金山天文台网站,近日,The Astrophysical Journal Letters (《天体物理学杂志快报》) 在线发表了中国科学院紫金山天文台与西班牙加那利天体物理研究所、德国哥廷根大学天体物理研究所的合作成果,在一颗热木星的晨昏线大气中发现了氧化钛分子,该发现对深入了解热木星的大气环流和温度结构具有重要的科学意义。

IT之家了解到,热木星是一类尺寸与木星相当、温度高于 1000K 的太阳系外行星,覆盖的温度区间与红矮星、褐矮星(光谱型 M、L、T)相似。

据介绍,在本工作中,研究人员对一颗名为 HAT-P-65b 的热木星进行了研究。该热木星距地球约 2750 光年,公转周期 2.6 天,半径是木星的 1.89 倍,质量只有木星的 0.53 倍。它的平衡温度约 1930K,表明其阳面温度很可能刚刚达到超高温热木星定义的边界。

研究人员利用位于西班牙的 10.4 米口径加那利巨型望远镜(GTC)对该热木星进行了两次凌星观测,得到了基本吻合的光学波段透射光谱。对透射光谱的建模反演分析显示该热木星在晨昏线上的云霾覆盖率约为 36%,有显著的统计证据表明其晨昏大气含有氧化钛分子,两次观测所测量的氧化钛丰度基本吻合。此外,该热木星的晨昏大气还可能含有钠原子和氧化钒分子,但二者均只在其中一次观测中呈现了较强的统计证据,需要后随观测进行确认。该研究结果表明前面提到的氧化钛缺失机制在 HAT-P-65b 这个热木星特例中失效,该热木星的大气环流状态、化学分布和温度结构非常值得进一步的研究分析。

论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abfbe1

▲图 1. 热木星 HAT-P-65b 的实测透射光谱及其最佳拟合模型后验分布 | 图自紫金山天文台网站,下同

▲图 2. 光谱反演分析得到的 HAT-P-65b 大气中氧化钛(TiO)、氧化钒(VO)、钠(Na)的丰度后验分布。减小先验下边界时,氧化钛丰度分布维持不变,而氧化钒和钠则形成朝向下边界的拖尾

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