NASA團隊在實驗室「重建」熱木星系外行星大氣層

據外媒New Atlas報道，到目前為止，天文學家已在太陽系之外發現近4000顆繞其他恆星運行的行星，科學家們發現這些行星的大氣層各不相同。為了更好地了解宇宙化學，美國宇航局（NASA）噴氣推進實驗室（JPL）的一個團隊在實驗室中「重建」了這些大氣層中的一種。

通常情況下，天文學家必須拼湊不同的線索，以了解系外行星的大氣層是由什麼組成的。當這些行星在主恆星前方經過時，它們發出的一小部分光線首先穿過行星的大氣層，並與大氣相互作用。這些氣體在科學家得到的光線中留下了線索。此外還可以考慮其他因素，例如它們接收的熱量、光線和輻射量。但這還不足以全面了解，因此JPL團隊著手在地球上重建可能的系外行星大氣層。

在這項研究中，研究人員專註於研究「熱木星」。熱木星指其公轉軌道極為接近其宿主恆星的類木行星，它們的大氣層溫度很高。由於距離很近，熱木星軌道周期通常不長於10天。熱木星的最高溫度可達到5000°F（2760°C）。

為了重現這種極端的環境，JPL團隊開始使用宇宙中常見的基本氣體混合物：主要是氫氣，含有0.3％的一氧化碳。為了模擬恆星對大氣層的影響，研究人員隨後將氣體加熱到620°F-2240°F（327°C—1227°C），並將其暴露在高水平的紫外線下。

測試揭示了一些關於可能的系外行星大氣層的新細節。對實際行星的觀測表明，即使在無法形成雲層的低壓下，它們的大氣通常也是不透明的。由於紫外線形成有機氣溶膠 - 空氣中的固體顆粒，團隊的人造大氣層也變得不透明。

「這一結果改變了我們解釋那些朦朧熱木星大氣層的方式，」該研究的第一作者Benjamin Fleury表示。「展望未來，我們要研究這些氣溶膠的性能。我們希望更好地了解它們是如何形成的，它們是如何吸收光線以及它們對環境變化的響應方式。所有這些信息可以幫助天文學家了解他們觀察這些行星。」

該團隊計劃繼續嘗試重建其他系外行星大氣層，使用專門設計的烤箱，可以將溫度調至更高，並允許它們控制壓力。

這不是第一次在地球上重建外星環境。去年，另一個NASA團隊模擬了土衛六的液態甲烷海洋，以測試太空潛艇的設計。

該研究發表在《天體物理學》雜誌上。

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