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ERS1386合作项目由来自全球100多个研究所和大学的120名天文学家组成 , 致力于使用韦伯直接成像中红外范围的系外行星系统 。 这将包括从外行星大气中获取光谱 , 以确定其宜居性并检查外行星碎片云结构 , 这样可以了解更多有关行星形成的信息 。 正如该团队在2018年欧洲行星科学大会上宣布的那样 , “人类从未这样观察过外行星系统 , 我们的观测将对了解这些遥远星球的化学成分和演化产生革命性的影响 。 ”
从技术角度来看 , 该计划的早期发布计划旨在评估JWST观测模式的性能 , 这些模式能够直接成像系外行星、行星质量同伴和形成它们的碎片云结构 , 韦伯的观测模式包括近红外相机NIRCam和中红外仪器MIRI日冕模式(阻挡星光因此可以看到系外行星) , 以及近红外成像仪和无缝隙光谱仪NIRSpec孔径遮蔽干涉模式 。
对HIP65426b的观测有效地证明了韦伯直接成像能力 , 参与本次观测任务的科学家解释说:“这些观察结果表明 , JWST能够获得所有近红外到中红外系外行星的精确通量测量值 。 这些测量值使我们能够对HIP65426b的总发射能量或光度进行精确限制 。 与行星演化模型相比 , 这反过来给了我们对其体积特性的非常精确的限制 , 例如温度、质量和半径 。 通过未来的工作 , 我们可以开始了解这些观测对HIP65426b的大气特性意味着什么 。 ”
在最新研究中 , 科学家们参考了韦伯的MIRI和NIRSpec获得的VHS1256b的数据 。 VHS1256b是一个褐矮星伴星 , 质量比木星大20倍以上 , 轨道距离约150天文单位 。 这些观测于2022年7月5日进行 , 历时两个多小时 , 波长范围为1至20微米 。 他们获得的光谱提供了VHS1256b大气成分的详细信息 , 以及以前从未见过的褐矮星波长 。
同一个观测目标 , 另一篇论文的主要作者解释说:“近红外和中红外显示了甲烷、一氧化碳、钠、钾和水的特征 , 还有有二氧化碳存在的证据 。 所有这些特征以前都在这种温度的褐矮星中观察到过 。 不过 , 我们从未在5微米处看到过如此密集的一氧化碳数据 。 这些数据给了我们了解褐矮星中有多少碳和氧的机会 , 这给了我们一条线索 , 说明它与主恒星相比“富含金属”的程度 , 褐矮星的组成会让我们深入了解该天体的形成方式 。 ”
科学家们也注意到了硅酸盐云的直接探测数据 , 这是第一次在行星质量伴星中发现这种物质 。 这项研究和最近对褐矮星的其他光谱检查(例如最近基于斯皮策数据的研究)证实 , 这些褐矮星可以产生足够的热量来蒸发矿物质 。 它还可以深入了解行星大气是如何工作的 , 特别是对于尺寸和温度接近地球的行星 。
这些结果与之前对HR8799c、d和e三颗系外行星的观测结果相似 , 这三颗系外行星围绕一颗距地球约133光年的可变K型恒星运行 。 这些系外行星的太阳质量估计为7至9倍 , 很可能是棕矮星 , 并且具有类似的光谱 。 然而 , 与以往的观测活动相比 , JWST提供了更高的分辨率和成像能力 , 科学家们解释说:
“我们还确定 , 在这些观测模式下 , JWST的灵敏度比我们预期的高出至少10倍 。 这意味着我们可以很容易地对更多已知天体进行这种类型的观测 。 此外这意味着 , 我们也可能发现新的r型行星 。 ”
【独一份数据,韦伯观测后发现褐矮星大气层有二氧化碳和类沙子物质】
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