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超級地球的大氣層可能充滿水蒸氣或霧霾


  一組跨國的研究團隊利用歐南天文台(ESO)超大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)觀察並分析一顆號稱「超級地球(super-Earth)」的系外行星GJ 1214b的大氣。分析結果顯示:這顆行星的大氣中可能絕大部分是水蒸氣,或者可能擁有很濃厚的雲層或霧霾。

  GJ 1214b是經由ESO的3.6米望遠鏡加HARPS光譜儀,於2009年發現並確認,位在蛇夫座方向,距離地球約40光年;其半徑僅約為地球的2.6倍,質量約為地球的6.5倍,因此被歸類為所謂的「超級地球」。這個系統的母星GJ 1214是顆矮星,質量比太陽低,亮度也比太陽暗300倍以上;但也因它比較小,GJ 1214b和母星的比例顯得比較大,因此很容易觀察。這顆行星每38小時會經過母星前方,與母星的距離僅有200萬公里,比地球到太陽的平均距離還近70倍左右。

  由於這顆行星會週期性的經過母星前方,即所謂的「凌日」,恆星星光透過行星大氣而抵達地球之前,有少部分星光會被行星大氣中的特定元素吸收,因此可藉由凌日過程測量恆星星光光譜的變化來分析這顆系外行星的大氣狀況。剛發現這顆行星之後的原始觀測資料就顯示這顆行星可能擁有大氣層,當時猜測有三種可能性:第一,這顆行星大氣可能含有大量的水,而且因為很靠近母星而主要以水蒸氣狀態存在;第二,這顆行星可能是個岩石世界,外層包覆的大氣層主要以氫為主,但是大氣高曾有雲或霧霾遮蔽視線;第三種可能是這顆行星類似迷你海王星,岩石核心非常小,外層有很厚的富氫大氣層。

  哈佛史密松恩天文物理中心(Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics)Jacob Bean等人用VLT與FORS光譜儀觀測後,剔除了第三種可能。雖然還無法正確解出GJ 1214b的大氣組成,但至少已經將猜測範圍縮小。Bean等人希望未來能用波長更長的紅外光繼續觀察,以便取得更精確得成果。




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