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据美国宇航局网站报道，借助美国宇航局的哈勃空间望远镜，天文学家们在一些系外行星的大气层中搜寻水汽存在的线索，这些系外行星都围绕与我们太阳相类似的恒星运行，研究的结果发现这些行星的大气比原先预想的更加干燥。此次进行研究的三颗系外行星分别是HD 189733b, HD 209458b以及WASP-12b，它们到地球的距离大约在60~900光年之间。
艺术示意图：位于飞马座的系外行星HD 209458b。让天文学家们倍感意外的是，这些系外行星的大气含水量似乎远低于理论预期
据美国宇航局网站报道，借助美国宇航局的哈勃空间望远镜，天文学家们在一些系外行星的大气层中搜寻水汽存在的线索，这些系外行星都围绕与我们太阳相类似的恒星运行，研究的结果发现这些行星的大气比原先预想的更加干燥。 此次进行研究的三颗系外行星分别是HD 189733b, HD 209458b以及WASP-12b，它们到地球的距离大约在60~900光年之间。科学家们选中这几颗行星来搜寻其大气中的水汽，是因为这些行星的温度较高，水分容易蒸发形成大量弥漫在大气中的水汽，从而可以被从远处探测到。 这些行星被归入所谓的“热木星”一类，这类行星距离它们的恒星很近，因此其温度也就非常高，常常可以达到1500~4000华氏度(≈800~2200摄氏度)。然而观测却显示，这些行星上的水含量仅有按照标准行星形成理论模型预测水平的1/10~1/100。 英国剑桥大学天文研究院的尼库·马胡苏丹(Nikku Madhusudhan )表示：“我们对其中一颗行星，HD 209458b进行的水汽测量是迄今对一颗太阳系外行星进行的化学成分方面精度最高的测量。因此现在我们可以比以往任何时候都更加有信心的说，我们在系外行星上探测到了水的存在。然而我们对于探测到的水量竟然如此之少而感到震惊。” 马胡苏丹是这项研究的第一作者，他表示，这项研究的结果对于现有系外行星形成理论提出了挑战。他说：“基本上它完全打乱了现有的行星形成理论。我们原先认为这些行星上应该都存在较多的水。但现在看来我们可能将需要重新评估巨行星，尤其是那些所谓‘热木星’的形成以及迁移模型，并重新思考它们究竟是如何形成的。” 他强调表示这一研究结果在未来搜寻潜在系外类地行星上水分的过程中或将具有重要的指导意义。而如果这些系外行星上水分的含量低于预期，那么未来空间望远镜上搭载的相应科学设备的灵敏度也就必须更高才行。马胡苏丹表示：“当我们队那些所谓‘超级地球’进行观测时，必须有心理准备，这些行星的含水量可能远低于预期。”所谓超级地球是指那些质量约为地球数倍的岩石固体行星体。 借助由哈勃空间望远镜获得的这几颗行星的近红外波段数据，马胡苏丹和同事们测算出与数据结果相吻合的大气含水量数值。 之所以选择这些行星，还有一个考虑是这些行星围绕较为明亮的恒星运行，这样的恒星可以产生足够强大的辐射，从而使得红外波段的光谱观测得以进行。哈勃望远镜加上光谱仪设备，可以捕捉到在这些系外行星大气背景上叠加的水汽吸收信号。 在地面进行这样的观测则几乎是无法做到的，因为地球本身的大气中也存在大量水汽，这将影响观测的结果。正如来自加拿大多伦多大学的合作研究者尼古拉斯·格罗泽特(Nicolas Crouzet)所言：“我们的确需要像哈勃空间望远镜这样的设备来开展这些观测。” 目前被最为广泛接受的有关太阳系巨行星形成的机制被称为“核吸积模型”，其认为是早期围绕年轻太阳运行的原行星盘中逐渐演化形成了行星体，这些盘面的主要成分是尘埃，气体，水冰以及其他化学元素。在围绕恒星运转的过程中，尘埃相互撞击，粘合，不断形成越来越大的颗粒。慢慢的，这些颗粒越来越大，最终形成固体的原始行星核。此时聚合过程进一步加快，在形成的固体内核基础上吸引了大量周围的氢气和氦气物质，最终形成了今天所见的气态巨行星。 根据这一理论，相比较太阳而言，在行星内部不同的化学元素比值会发生变化，某些元素，尤其是氧，会发生富集。而一旦巨行星形成，其大气中的氧预计将大部分形成水分子。而此次研究结果显示出乎意料的低水含量则为这一切打上了一个大大的问号。 美国马里兰大学的德雷克·戴明(Drake Deming)是这项研究的负责人之一。他表示：“关于系外行星，我们仍然有着太多的未知。但这也打开了我们理解行星与恒星形成机制的崭新窗口。”他说：“问题就在于我们假定了在那些星系中水的丰度应当与我们太阳系相当。而我们的研究则显示了，在这类行星上水的丰度信号也有可能会比预想弱的多。”有关这一研究的论文已经发表在7月24日出版的《天体物理学报》上。 哈勃空间望远镜是一项美国宇航局(NASA)以及欧洲空间局(ESA)之间的合作项目。位于马里兰州的美国宇航局戈达德空间飞行中心负责望远镜的管理工作，而位于巴尔的摩的空间望远镜研究所(STScI)负责望远镜的日常科学运作。
http://www.cnbeta.com/articles/313839.htm
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