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HD 209458b

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畫家筆下HD 209458b及其大氣蒸發情形。

HD 209458b太陽系外行星之一,其恆星HD 209458。它位於飛馬座,與太陽近似,距離地球大約150光年。为一颗热木星。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,以及水星軌道距離的八分之一。其公轉週期為3.5天,运行周期为潮汐锁定,对着恒星一面的溫度約攝氏1000度,而背面则只有几百度。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的。

行星的發現[编辑]

The transit of HD 209458 b.

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。

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週期為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[编辑]

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0.6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%,這是不可能在單靠多普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。

行星大氣[编辑]

2001年11月27日,哈伯太空望遠鏡透過光譜分析,發現該行星的大氣含有元素[1],那是人們首次在外行星上發現大氣。鈉光譜線的範圍從50毫巴至1微巴[2],約為HD 189733 b的三分之一[3] 。 2003至2004年間,天文學家又利用攝譜儀發現行星外側的巨大橢球氣層,內含,且溫度高達攝氏10,000度。此外氣層延伸了3.1 RJ(木星半徑),遠大於此行星半徑1.32 RJ[4]在此高溫之下,根據麦克斯韦-玻尔兹曼分布速度分佈,速度高於行星逃脫速度的粒子比例殊為可觀,據估計該行星每秒正散失1-5億公斤的氫氣。在分析穿透外氣層的恆星光譜後,發現較重的元素像是碳及氧,均因極端的流體拖曳效應而被這散失中的氫氣層帶離行星,氫尾長度可達20萬公里,約與行星直徑相同。

一般認為,這種氣體散迭,對所有離類太陽恆星不到0.1太空單位的行星而言,是很常見的。HD 209458 不會整個蒸散,但在其預估五十億年的生命中,將會損失約佔其質量的7%。[5] 此行星的磁場有可能減緩這散失,當外氣層被恆星離子化,磁場將會保存這些離子。[6]

此外,行星上的风速可达7000公里/小时[7]

参考文献[编辑]

  1. ^ I. A. G. Snellen, S. Albrecht, E. J. W. de Mooij, and R. S. Le Poole. Ground-based detection of sodium in the transmission spectrum of exoplanet HD 209458b. Astronomy & Astrophysics. 2008, 487: 357–362. arXiv:0805.0789. Bibcode:2008A&A...487..357S. doi:10.1051/0004-6361:200809762. 
  2. ^ Sing, David K.; Vidal‐Madjar, A.; Lecavelier Des Etangs, A.; Désert, J.‐M.; Ballester, G.; Ehrenreich, D. Determining Atmospheric Conditions at the Terminator of the Hot Jupiter HD 209458b. The Astrophysical Journal. 2008, 686: 667. arXiv:0803.1054v2. Bibcode:2008ApJ...686..667S. doi:10.1086/590076. 
  3. ^ Seth Redfield, Michael Endl, William D. Cochran and Lars Koesterke. Sodium Absorption from the Exoplanetary Atmosphere of HD 189733b Detected in the Optical Transmission Spectrum. The Astrophysical Journal Letters. 20 January 2008, 673 (673): L87–L90. arXiv:0712.0761. Bibcode:2008ApJ...673L..87R. doi:10.1086/527475. 
  4. ^ Ehrenreich, D.; Lecavelier Des Etangs, A.; Hébrard, G.; Désert, J.-M.; Vidal-Madjar, A.; McConnell, J. C.; Parkinson, C. D.; Ballester, G. E.; Ferlet, R. New observations of the extended hydrogen exosphere of the extrasolar planet HD 209458b. Astronomy and Astrophysics. 2008, 483 (3): 933–937. arXiv:0803.1831. Bibcode:2008A&A...483..933E. doi:10.1051/0004-6361:200809460. 
  5. ^ Hébrard, G.; Lecavelier des Étangs, A.; Vidal-Madjar, A.; Désert, J. -M.; Ferlet, R. Evaporation rate of hot Jupiters and formation of Chthonian planets. (编) Jean-Philippe Beaulieu, Alain Lecavelier des Étangs and Caroline Terquem (编). Extrasolar Planets: Today and Tomorrow. ASP Conference Proceedings. 2003, 321: 203–204. arXiv:astro-ph/0312384. Bibcode:2004ASPC..321..203H. ISBN 1-58381-183-4. 30 June - 4 July 2003, Institut d'astrophysique de Paris, France. 
  6. ^ Semeniuk, Ivan. Can Magnetism Save a Vaporizing Planet?. September 1, 2009 [Oct 30, 2014]. 
  7. ^ Ignas A. G. Snellen; Remco J. de Kok, Ernst J. W. de Mooij & Simon Albrecht. The orbital motion, absolute mass and high-altitude winds of exoplanet HD 209458b. Nature. 24 June 2010, (465): 1049–1051 [2010-06-24]. doi:10.1038/nature09111.