天文学家进行棕矮星的研究,为了了解高温的系外行星形成硅酸盐云(沙云)的机制? 研究人员发现硅酸盐云只能形成在固定的温度范围内。
对于我们来说,地球上的云很常见,地球上的水,随温度的改变,会进行三态变化,造云的机制相对简单,水在地表以固态冰或液态水的形式存在,当温度增高,水将受热蒸发,形成大气中的自由漂浮气体,但随温度变冷时,水汽凝结成小水滴或冰晶形成云。 由于不同行星的温度及化学成分不同,其他行星可以形成不同种类型的云,如木星以其富含氨的云层闻名。
见图说图说:夏日的大海与蓝天白云
长期以来,天文学家预估部分系外行星会形成硅酸盐云,硅酸盐是行星砂及岩石的构成物质,研究人员认为硅酸盐云的形成机制与水云类似,只是硅酸盐云的形成温度需要更高温。
研究人员为了进一步了解其中机制,分析了NASA史匹哲太空望远镜(Spitzer Space Telescope,SST )早期所观测的棕矮星红外线资料,棕矮星是介于恒星及行星之间的天体,研究人员分析了100多颗棕矮星,并根据它们的温度进行分组,发现硅酸盐云适合形成的预估温度范围,大约为摄氏1,000度至1,700度(约为华氏1,900度至3,100度)之间。 当温度高于预估温度范围时,硅酸盐云会被蒸发; 如果温度低于预估温度范围时,则硅酸盐云将从大气中下沉。 本研究发表于皇家天文学会月报。
见图说图说:棕矮星不同温度时,硅酸盐云(沙云)的三态变化。 (图片来源:NASA/JPL-Caltech)
研究人员认为硅酸盐云存在木星大气层深处,受大气压力影响,深处的温度比云顶温度高出许多,硅酸盐云不能升的更高,因为高层温度低硅酸盐云将凝结,且部会保持云的状态。 如果地球大气层顶温度升高数千度,则地球上的氨和氢硫化铵云就会蒸发,硅酸盐云可能就会在大气层顶部形成。
部分系外行星处于摄氏1,000度至1,700度的温度范围,基于这项研究,天文学家认为这类星球可能都存在硅酸盐云。 (编辑/林琦峯)
资料来源: universetoday
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