HD 209458b

HD 209458b

HD 209458b是围绕 恒星 HD 209458公转的 太阳系外行星 。它位于 飞马座 方向,距离 地球 大约150光年,为一颗 热木星 。围绕着一颗 类太阳恒星 运行。该 行星 表面的大气层缓慢地被沸腾 汽化 ,导致行星表面温度非常高。这一温度大约可达到1500 摄氏度 ,加热点燃的 氢气 使这颗行星上的 氧气 和碳分子出现剥离,这些氧气和碳分子被携载形成一股流动的光环,位于行星的末端。通过观测这种“吹气”效应,使天文学家认为这属于一种全新概念的 行星 ——固体残骸内核形成这颗巨大的 气态巨行星 。

HD 209458的 视星等 为7等,肉眼不能看见,可用 双目望远镜 来观测。该行星的非正式名称为“欧西里斯”(Osiris)。该 行星 的公转轨道半径约为700万公里,相等于0.05天文单位,相当于 水星 轨道距离的八分之一。其公转周期为3.5天,对着 恒星 一面的温度约1500 摄氏度 ,而背面则只有几百度。质量是 地球 的220倍,相等于0.7个木星质量。

HD 209458b具有多个 外行星 的第一纪录,包括首个以凌日观测的方式发现的外行星、首个已知有大气的、首个观测到有蒸发中的 氢气 层的,以及其大气成份含有氧和碳的。

行星发现

透过对HD 209458作出的光谱观测,该 行星 於1999年11月5日首度被发现。天文学家对已知有行星的恒星作出光度观测,希望可量度到行星凌日导致光度稍微减少的现象。要在地球作凌日观测,该行星的轨道倾斜需使行星能够通过地球与该 恒星 之间,当时并没有 外行星 以凌日观测方式发现。

11月7日,天文学家录得该恒星的光度下跌了1.7%,及後证实是行星凌日导致的。每次凌日持续约3小时,恒星表面有1.5%被 行星 覆盖。

Hipparcos 卫星 多次对该恒星作出观测,从而能使天文学家能准确计算出该 行星 的公转周期为3.524736天。该行星被建议以埃及神话中的冥王欧西里斯来命名。

物理特征

透过分析光谱的数据,得出该行星的质量比 木星 小,约为木星的0.7倍。在地球上能够观测到的行星凌日使天文学家可计算出该行星的半径,比木星长约35%,这是不可能在单靠都卜勒侦测来发现的 外行星 上做到的。造成其半径比木星长的原因,有人认为它与 恒星 距离极近,可称之为 热木星 ,其物质在高温下膨胀,造成其密度较低。

行星大气

2001年11月27日, 哈勃空间望远镜 透过光谱分析,发现该 行星 的大气含有元素钠,那是人们首次在外行星上发现大气,至2003/04年间,天文学家又陆续在大气中发现氢、碳和氧,而温度可达 摄氏度 10,000度。在此高温之下,粒子速度以 詹姆斯·麦克斯韦 玻尔兹曼 分布( Boltzmann )形式分布,在尾部的粒子速度高於行星的逃脱速度。该 行星 每秒估计正散失1-5亿公斤的 氢气 ,其氢尾长度可达20万公里。

行星环境

潮汐锁定

HD 209458b行星距离 地球 150光年,这是一颗 热木星 ,这颗行星唯一的便利条件就是你不必烦恼设置手表时间。

HD 209458b 行星 受主 恒星 的 潮汐锁定 ( tidally locked ),意味着这颗行星的一侧将总朝向主恒星,另一侧则一直处于黑暗之中。

由于这种不一致性,该 行星 的风力与 HD 189733 b 行星相似,但风力仅达到时速4500英里。

黑雪

一觉醒来发现大地被白雪覆盖是一件令人惊奇的事情!但是在 太阳系外行星 HD 209458b上可没有这么浪漫,那里下的是炽热的黑雪,大地酷似大火过后的森林。

系外行星HD 209458b属于“ 热木星 ”家族,“热木星”是距离其母星很近的一类巨大 气态巨行星 。相比之下,我们 太阳系 中的巨气体 行星 ―― 木星 和 土星 由于离太阳比较远,所以处于冰冷的状态。HD 209458b还是一颗被 潮汐锁定 ( tidally locked )的 行星 ,也就是说它的一面总是白昼,而另一面则总是处于黑夜。处于白昼的一面温度高达2000 摄氏度 ,而处于夜晚的一面温度相对较低,大约在500摄氏度。

当然,在这样的星球上,雪花不可能由水凝结而成!由于两半球的巨大温差,导致 大气环流 在两半球之间不断交换物质和能量。这意味着,一些物质在白昼的一面处于气态,而流入到夜晚的一面则会冷却为固态,并以酷似“雪花”的形式纷纷落下。其中就有一类叫做 二氧化钛 的物质。

虽然氧化钛仅仅是 热木星 大气层中的一小部分,但是这种化合物有能形成降雪的独特性质。关于热木星的旧模型显示,氧化钛在夜晚的天空凝结成雪花纷纷落下,然后就永远堆积在地面。 法国 科学家Vivien Parmentier说:“可以想象,如果地球上没有使雪花重新成为水蒸汽的机制,那么将不会再有降雪。”

现在,科学家建立了一个全新的 计算机 3D模型,来模拟热木星上物态的变化。新模型表明,降落的固态 氧化钛 可以重新变为气态进入大气,强烈的上升气流可以把它带入到高层大气。进入高层大气的 二氧化钛 可以参与新一轮的降雪,从而形成持续不断的物质循环。