由天體生物學(xué)中心和貝爾法斯特女王大學(xué)、都柏林圣三一大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員組成的一個(gè)國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)稱，在一顆系外行星的大氣中檢測(cè)到了一種新的化學(xué)特征。羥基分子是在系外行星WASP-33b的陽(yáng)面發(fā)現(xiàn)的。這顆行星是一顆所謂的 "超熱木星"，是一顆圍繞其主星運(yùn)行的氣態(tài)巨行星，比水星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的距離要近得多，因此其大氣溫度超過2500°C（熱到足以融化大多數(shù)金屬）。
首席研究員Stevanus Nugroho博士說：“這是太陽(yáng)系以外的行星大氣中的羥基分子的第一個(gè)直接證據(jù)。它不僅表明天文學(xué)家可以在系外行星大氣中檢測(cè)到這種分子，而且還表明他們可以開始了解這種行星群的詳細(xì)化學(xué)成分。”
在地球的大氣層中，羥基主要由水蒸氣與原子氧的反應(yīng)產(chǎn)生。它是一種所謂的“大氣洗滌劑”，在地球的大氣層中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，可以凈化對(duì)生命有危害的污染氣體（如甲烷、一氧化碳）。
在像WASP-33b這樣更熱更大的行星中，天文學(xué)家之前已經(jīng)探測(cè)到了鐵和鈦氧化物氣體的跡象。羥基通過與水蒸氣和一氧化碳的相互作用，在決定大氣的化學(xué)成分方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。WASP-33b大氣層中的大部分羥基被認(rèn)為是由極高的溫度導(dǎo)致的水蒸氣的破壞而產(chǎn)生的。
這項(xiàng)研究的共同作者、貝爾法斯特女王大學(xué)的Ernst de Mooij博士解釋說："在我們的數(shù)據(jù)中，我們只看到一個(gè)來自水蒸氣的試探性的微弱信號(hào)，這將支持水在這種極端環(huán)境中被破壞以形成羥基的觀點(diǎn)。
為了做出這一發(fā)現(xiàn)，研究小組使用了位于夏威夷莫納克亞山頂?shù)貐^(qū)（海拔約4200米）的直徑8.2米的斯巴魯望遠(yuǎn)鏡的紅外多普勒（IRD）儀器。這個(gè)新儀器可以通過原子和分子的 "光譜指紋 "來探測(cè)它們，這是一套獨(dú)特的暗吸收特征，疊加在由恒星和行星發(fā)出的彩虹色（或光譜）上。
當(dāng)行星繞著它的主星運(yùn)行時(shí)，它相對(duì)于地球的速度會(huì)隨著時(shí)間而變化。就像救護(hù)車的警報(bào)聲或賽車引擎的轟鳴聲在從我們身邊飛馳而過時(shí)改變音調(diào)一樣，這些光譜指紋的光的頻率（例如顏色）也隨著行星的速度而改變。這使我們能夠?qū)⑿行堑男盘?hào)從其明亮的主星中分離出來，盡管現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡遠(yuǎn)沒有強(qiáng)大到足以直接拍攝這種“熱木星”系外行星的圖像。
都柏林圣三一大學(xué)的副教授、這項(xiàng)工作的共同作者Neale Gibson博士說：“太陽(yáng)系外行星的科學(xué)相對(duì)較新，現(xiàn)代天文學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)是詳細(xì)探索這些行星的大氣層，最終尋找‘類地’系外行星--像我們自己的行星。每發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的大氣物種，都會(huì)進(jìn)一步提高我們對(duì)系外行星的理解，以及研究其大氣所需的技術(shù)，并使我們更接近這一目標(biāo)。”
通過利用IRD的獨(dú)特能力，天文學(xué)家能夠探測(cè)到行星大氣中羥基的微小信號(hào)。“IRD是在紅外線下研究系外行星大氣的最佳儀器，”IRD的主要研究者之一、天體生物學(xué)中心主任、這項(xiàng)工作的共同作者M(jìn)otohide Tamura教授補(bǔ)充說。
“這些用于表征系外行星大氣層的技術(shù)仍然只適用于非常熱的行星，但我們希望進(jìn)一步開發(fā)儀器和技術(shù)，使我們能夠?qū)⑦@些方法應(yīng)用于較冷的行星，并最終應(yīng)用于第二個(gè)地球，”東京大學(xué)的副教授、這項(xiàng)工作的共同作者Hajime Kawahara博士說。
來自貝爾法斯特女王大學(xué)的Chris Watson教授是這項(xiàng)研究的共同作者，他繼續(xù)說道?！半m然WASP-33b可能是一顆巨行星，但這些觀測(cè)是下一代設(shè)施，如三十米望遠(yuǎn)鏡和歐洲極大望遠(yuǎn)鏡在尋找較小的和潛在的巖石世界的生物特征方面的測(cè)試平臺(tái)，這可能為人類最古老的問題之一提供提示：‘我們是孤獨(dú)的嗎？’”
（舉報(bào)）