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NASA在GJ436行星系统中发现异常大气成分结构
来源：作者：admin时间：2020-06-12浏览次数：1184
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”。
艺术家笔下的GJ436b行星（中国国家天文网配图）
GJ436b红外光谱分析（中国国家天文网配图）
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，说明现有的理问题论模型存在。
艺术家笔下的GJ436b行星（中国国家天文网配图）
GJ436b红外光谱分析（中国国家天文网配图）
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，说明现有的理问题论模型存在。
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