HD 209458b

HD 209458b

HD 209458b是圍繞恆星HD 209458公轉的系外行星。它位於飛馬座方向,距離地球大約150光年,為一顆熱木星。圍繞著一顆類太陽恆星運行。該行星表面的大氣層緩慢地被沸騰汽化,導致行星表面溫度非常高。這一溫度大約可達到1500攝氏度,加熱點燃的氫氣使這顆行星上的氧氣和碳分子出現剝離,這些氧氣和碳分子被攜載形成一股流動的光環,位於行星的末端。通過觀測這種“吹氣”效應,使天文學家認為這屬於一種全新概念的行星——固體殘骸核心形成這顆巨大的氣態行星

HD 209458的視星等為7等,肉眼不能看見,可用雙筒望遠鏡來觀測。該行星的非正式名稱為“歐西里斯”(Osiris)。該行星的公轉軌道半徑約為700萬公里,相等於0.05天文單位,相當於水星軌道距離的八分之一。其公轉周期為3.5天,對著恆星一面的溫度約1500攝氏度,而背面則只有幾百度。質量是地球的220倍,相等於0.7個木星質量。

HD 209458b具有多個外行星的第一紀錄,包括首個以凌日觀測的方式發現的外行星、首個已知有大氣的、首個觀測到有蒸發中的氫氣層的,以及其大氣成份含有氧和碳的。

基本介紹

  • 中文名:HD 209458b
  • 外文名:Osiris
  • 分類:行星
  • 發現時間:1999
  • 質量:1.33×10^27千克、227±5倍地球質量、0.714±0.017倍木星質量
  • 平均密度:0.272±0.007倍木星密度
  • 直徑:96477±1258千米
  • 表面溫度:1043℃、1909°F、1316K
  • 視星等:7
  • 赤經:22h03m09s
  • 赤緯:18度53分04秒
  • 距地距離:153.3光年、47秒差距、1.450×10^15千米
  • 半長軸:7.10±0.08×10^6千米、0.0475±0.0005天文單位
  • 離心率:(4±30)×10^-4
  • 公轉周期:3.5247天
  • 軌道傾角:86.59°±0.05°
  • 新發現:水資源
  • 表面重力:0.99±0.03G
行星發現,物理特徵,行星大氣,行星環境,潮汐鎖定,黑雪,

行星發現

透過對HD 209458作出的光譜觀測,該行星於1999年11月5日首度被發現。天文學家對已知有行星的恆星作出光度觀測,希望可量度到行星凌日導致光度稍微減少的現象。要在地球作凌日觀測,該行星的軌道傾斜需使行星能夠通過地球與該恆星之間,當時並沒有外行星以凌日觀測方式發現。
HD 209458b
11月7日,天文學家錄得該恆星的光度下跌了1.7%,及後證實是行星凌日導致的。每次凌日持續約3小時,恆星表面有1.5%被行星覆蓋。
Hipparcos衛星多次對該恆星作出觀測,從而能使天文學家能準確計算出該行星的公轉周期為3.524736天。該行星被建議以埃及神話中的冥王歐西里斯來命名。

物理特徵

透過分析光譜的數據,得出該行星的質量比木星小,約為木星的0.7倍。在地球上能夠觀測到的行星凌日使天文學家可計算出該行星的半徑,比木星長約35%,這是不可能在單靠都卜勒偵測來發現的外行星上做到的。造成其半徑比木星長的原因,有人認為它與恆星距離極近,可稱之為熱木星,其物質在高溫下膨脹,造成其密度較低。
HD 209458b

行星大氣

2001年11月27日,哈勃太空望遠鏡透過光譜分析,發現該行星的大氣含有元素鈉,那是人們首次在外行星上發現大氣,至2003/04年間,天文學家又陸續在大氣中發現氫、碳和氧,而溫度可達攝氏10,000度。在此高溫之下,粒子速度以麥克斯韋-玻爾茲曼分布(Boltzmann)形式分布,在尾部的粒子速度高於行星的逃脫速度。該行星每秒估計正散失1-5億公斤的氫氣,其氫尾長度可達20萬公里。
氫氣尾氫氣尾

行星環境

潮汐鎖定

HD 209458b行星距離地球150光年,這是一顆熱木星,這顆行星唯一的便利條件就是你不必煩惱設定手錶時間。
HD 209458b行星受主恆星的潮汐鎖定tidally locked),意味著這顆行星的一側將總朝向主恆星,另一側則一直處於黑暗之中。
由於這種不一致性,該行星的風力與HD189733b行星相似,但風力僅達到時速4500英里。

黑雪

一覺醒來發現大地被白雪覆蓋是一件令人驚奇的事情!但是在系外行星HD 209458b上可沒有這么浪漫,那裡下的是熾熱的黑雪,大地酷似大火過後的森林。
系外行星HD 209458b屬於“熱木星”家族,“熱木星”是距離其母星很近的一類巨大氣態行星。相比之下,我們太陽系中的巨氣體行星――木星和土星由於離太陽比較遠,所以處於冰冷的狀態。HD 209458b還是一顆被潮汐鎖定(tidally locked)的行星,也就是說它的一面總是白晝,而另一面則總是處於黑夜。處於白晝的一面溫度高達2000攝氏度,而處於夜晚的一面溫度相對較低,大約在500攝氏度。
系外行星HD 209458b上紛紛飄落著氧化鈦黑雪系外行星HD 209458b上紛紛飄落著氧化鈦黑雪
當然,在這樣的星球上,雪花不可能由水凝結而成!由於兩半球的巨大溫差,導致大氣環流在兩半球之間不斷交換物質和能量。這意味著,一些物質在白晝的一面處於氣態,而流入到夜晚的一面則會冷卻為固態,並以酷似“雪花”的形式紛紛落下。其中就有一類叫做氧化鈦的物質。
雖然氧化鈦僅僅是熱木星大氣層中的一小部分,但是這種化合物有能形成降雪的獨特性質。關於熱木星的舊模型顯示,氧化鈦在夜晚的天空凝結成雪花紛紛落下,然後就永遠堆積在地面。法國科學家Vivien Parmentier說:“可以想像,如果地球上沒有使雪花重新成為水蒸汽的機制,那么將不會再有降雪。”
現在,科學家建立了一個全新的計算機3D模型,來模擬熱木星上物態的變化。新模型表明,降落的固態氧化鈦可以重新變為氣態進入大氣,強烈的上升氣流可以把它帶入到高層大氣。進入高層大氣的氧化鈦可以參與新一輪的降雪,從而形成持續不斷的物質循環。

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