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艺术家笔下的GJ436b行星

GJ436b红外光谱分析

据国外媒体报道，美国国家航空航天局斯皮策空间天文台在对距离地球30光年的狮子座GJ436行星系统中编号为Gliese 436b(GJ 436-33光年)的行星进行光谱分析，发现这颗遥远的系外行星缺乏甲烷，然而在我们太阳系中，甲烷是一种较为普遍的物质。位于奥兰多的佛罗里达中央大学行星科学专业毕业的学者Kevin Stevenson坦言：“这是一个很大的迷”。4月22日的《自然》杂志也做了相关报道。现有行星模型告诉我们，这颗行星上的碳元素应该是以甲烷的形式存在。目前，行星模型方面的理论家正在将相关数据演算出来。这个发现使得天文学家对遥远深空类地行星大气成分的摸索更进了一步。

编号为GJ436b是一颗充满甲烷的，体积与海王星相近的系外行星，GJ436b于2007年5月被发现，由日内瓦天文台命名，是一颗M矮星的一颗伴星并绕着GJ436运行，行星质量为23.2个地球质量，轨道周期2.64天。一些地面观测站相继对这颗系外行星进行光谱分析，直到近日动用了斯皮策空间天文台，在GJ436b经过其母星后，斯皮策在6个红外波长处捕捉到其发出的光，得到数据显示GJ436b大气具有高浓度一氧化碳，同时也探测到痕量的二氧化碳以及水的存在。一颗处于热化学平衡态以氢为主的大气结构的行星，碳主要以甲烷的形式存在，但是GJ436大气甲烷浓度却比预测结果小10万倍，可能的破坏性影响包括垂直混合作用以及甲烷的聚合。事实上，一些系外行星大气成分一般都具有氢，碳和氧，而且如果温度达到1000开尔文(华氏1340°)，都会有大量的甲烷以及少量的一氧化碳被发现，碳元素应该很自然地以甲烷的形式存在。在800开尔文(华氏980°)，GJ436b本应该有丰富的甲烷以及低浓度一氧化碳，而斯皮策观测数据却正好相反。

另外，对于GJ436b的轨道偏心率的维持问题上也有个不小的发现。GJ436b围绕其主序星GJ436运行，轨道偏心率为0.16，根据气态行星典型的潮汐耗散因子，GJ436轨道圆化时标在10亿年左右，而其主序星年龄只有30亿年，所以通常情况下不可能维持在椭圆轨道上，这就说明可能邻近，远处非共振轨道上或者平运动共振轨道上存在另一颗行星，即GJ436c。

Kevin Stevenson说：“我们最后的目的是在一些体积较小，由岩石构成，具有氧气尤其是存在一点甲烷的系外行星上发现生命，证明人类其实并不孤独。”

来自中佛罗里达大学行星大气首席研究员约瑟夫?哈灵顿解释说：“在这种情况下，我们期待发现甲烷不是要发现生命，而是行星的化学大气化学结构。这种类型的行星本应该充满甲烷，就像把面包浸渍到蛋清中煎炒，最后变成麦片。”甲烷在像地球这样具有生命的星球上较为普遍，主要由像奶牛这类动物身上寄居的微生物以及稻田里产生。太阳系中所有的巨行星也都有甲烷，尽管他们缺少奶牛。海王星之所以呈现蓝色，就是由于这种物质的存在，并红光波长吸收了。另外，甲烷在一些毫无生气的天体上也是较为常见的成分，例如褐矮星这类介于巨行星和最低温矮星之间，被喻为“较为失败”的天体(质量不足无法成为燃烧的恒星，但其质量仍远大于太阳系最大的行星木星)。对于这一结果，说明现有的理论模型存在问题。

斯皮策探测到来自GJ436b微弱的光线，这种技术称为“次蚀”，“次蚀”技术是探测“凌日”行星大气成分的一项有效方法，当行星运行到主序星后面时，将行星系统前后光谱相减，就可得到行星光谱性质。这个技术由斯皮策空间天文台于2005首次试验，并测量了若干系外类木行星大气成分。这项技术由原来用于分析系外类木行星大气成分推广到用于测量系外类地行星的大气成分。美国国家航空航天局喷气推进实验室系外行星科学研究所及加州理工学院主任说。在未来的几年，我们希望能空间天文台能利用这一技术分析更多的系外类地行星的大气成分，从而发现生命的痕迹。

本文来自：逍遥右脑记忆 http://www.jiyifa.cn/tansuo/479028.html

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