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天文学家首次在系外行星大气层中测出碳的同位素

深空探测 | 感谢投递 2021-07-15 285

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例如,碳有15种同位素,其中碳-12和碳-13是自然界中最稳定和最常见的。测量同位素的比例可以帮助我们确定化石的日期,跟踪气候变化,并检查疾病的生物标志物。

在地球之外,科学家们已经测量了远在月球和火星的同位素,但现在这一距离已经扩展到太阳系之外的一颗行星。这颗行星是一颗名为Tycho%208998-760-1%20b的超级木星,位于约300光年外的苍蝇座。

研究人员利用智利的甚大望远镜,分析了来自宿主恒星的光线穿过该行星大气层的光谱。不同的元素和不同的同位素会以不同的波长吸收这种辐射,产生一个信号,这个信号带有那里的空气是由什么构成的指纹。

 

在这种情况下,它主要是水蒸气和一氧化碳。在后者中,研究小组设法区分了碳-12和碳-13,标志着第一次在一颗系外行星的大气中测量到不同的同位素。研究人员预计会发现碳-12占主导地位,大约70个原子中有一个是碳-13--但令他们惊讶的是,事实证明存在大约两倍的数量。

有关这到底是如何发生的仍然是一个谜,但该小组有一个假设。在一个行星系统中,一氧化碳在靠近恒星的地方更容易以气态形式存在,但超过一定的限度就会冻结。这一区域被称为“一氧化碳雪线”,位于雪线两侧的行星有不同的同位素比率。而这项研究中考察的行星围绕其恒星运行的距离比我们太阳系中任何已知的行星都要大得多。

"这项研究的作者Paul Mollière说:"这颗行星离它的母星比我们的地球离我们的太阳还要远一百五十多倍。在如此遥远的距离,冰块可能已经形成了更多的碳-13,导致今天行星大气中这种同位素的比例更高。"

该团队说,未来对系外行星的同位素测量可以帮助我们更好地了解它们的发展和演变。

这项研究发表在《自然》杂志上。


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