91儀器信息中國科學(xué)院云南天文臺博士研究生閆冬冬及其導(dǎo)師、研究員郭建恒與美國亞利桑那大學(xué)博士黃辰亮等合作，通過模擬熱木星WASP-121b在光學(xué)波段(Hα)的透射光譜，推斷這顆行星周圍存在膨脹且逃逸的熱中性氫氣體。近期，相關(guān)研究成果發(fā)表在《天體物理雜志快報》(The Astrophysical Journal Letters)上。
 　　學(xué)界在2003年通過觀測遠(yuǎn)紫外波段的信號，發(fā)現(xiàn)離主星很近的熱木星大氣中較冷的氫原子(處在低能態(tài))以一種劇烈的形式向外逃逸，這種逃逸被稱為流體動力學(xué)逃逸。行星大氣通過流體動力學(xué)逃逸損失大量物質(zhì)(大約每年1000億噸)，從而對行星的演化造成嚴(yán)重影響。探索太陽系外行星大氣流體動力學(xué)逃逸有助于研究極早期太陽系陸地行星的演化。在行星大氣中同時存在數(shù)量較少的熱氫原子(處在高能態(tài))。近來年，學(xué)界在光學(xué)波段探測到行星大氣中較熱氫原子對主星遮擋時產(chǎn)生的微弱吸收信號(如氫的Hα透射光譜)，但缺乏有力的模型論證這些較熱的氫原子產(chǎn)生的吸收信號與大氣逃逸之間的關(guān)系。
 　　基于課題組開發(fā)的流體動力學(xué)逃逸大氣模型和輻射轉(zhuǎn)移模型，研究人員在計(jì)算冷熱氫原子的分布后，模擬了熱木星WASP-121b在不同觀測時刻光學(xué)波段(Hα)透射光譜觀測數(shù)據(jù)，這表明這顆行星周圍存在數(shù)量巨大的逃逸的中性氫氣體，每年可損失十萬億噸物質(zhì)。這些被行星拋射的物質(zhì)中熱氫原子的速度可以比聲速更快，并造成了光學(xué)波段的吸收，這意味著光學(xué)波段的信號可作為探測大氣逃逸的探針。研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，行星大氣在不同時刻的吸收水平變化反應(yīng)了主星不同的活動特性，恒星更強(qiáng)的活動水平導(dǎo)致了行星大氣更深的吸收。該研究有助于更好地理解主星活動性對行星大氣逃逸的影響。
 　　研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和國家自然科學(xué)基金等的支持。