由堪萨斯大学的一位天文学家领导的研究小组对来自NASA的TESS和Spitzer太空望远镜的数据进行了研究，首次描绘出一种被称为“热海王星”的异常系外行星的大气。

有关最近发现的LTT 9779b行星的发现今天发表在“天体物理学快报”上。本文详细介绍了TESS发现的任何行星的第一个光谱大气特征，这是任何一个有大气和热海王星的TESS行星的第一个全球温度图，其发射光谱与先前研究的许多较大的“热木星”根本不同。

KU的物理学和天文学助理教授，论文的主要作者Ian Crossfield说：“我们首次测量了不应该存在的来自这个星球的光。” “这颗行星被恒星强烈照射，温度超过华氏3,000度，其大气可能已经完全蒸发。然而，我们的Spitzer观测结果通过行星发出的红外光向我们展示了其大气。”

尽管LTT 9779b非常出色，但可以肯定的是：人们可能不太喜欢它。

克罗斯菲尔德说：“这颗行星没有固体表面，比我们的太阳系中的水星还要热得多，不仅会导致该行星大气中的铅熔化，还会导致铂，铬和不锈钢熔化。” “在这个星球上，一年不到24小时-这就是它绕恒星旋转的速度。这是一个相当极端的系统。”

热海王星LTT 9779b于去年才被发现，成为首批海王星大小的行星之一美国国家航空航天局(NASA)全天空TESS行星。克罗斯菲尔德(Crossfield)及其合作者使用一种称为“相曲线”分析的技术来解析系外行星的大气成分。

他说：“我们测量了行星绕其轴旋​​转360度时发出的红外光的数量。” “红外光可以告诉您某物的温度以及地球上最热和最冷的位置–在地球上，中午不是最热;直到下午几个小时才最热。但是在这个星球上，实际上实际上是最热的中午时分，我们看到大部分红外线来自恒星直立在头顶的行星部分，而来自行星其他部分的红外光则少得多。”

KU物理学和天文学助理教授，该论文的主要作者Ian Crossfield说：“我们首次测量了不应该存在的来自这个星球的光。” “这颗行星被恒星强烈照射，温度超过华氏3,000度，其大气可能已经完全蒸发。然而，我们的Spitzer观测结果通过行星发出的红外光向我们展示了其大气。” 图片来源：Ethen Schmidt /堪萨斯大学

行星温度的读数被视为表征其大气层的一种方式。

“系外行星研究所(iREx)的尼古拉斯·科万(Nicolas Cowan)说：“这颗行星比我们预期的要凉得多，这表明它正在反射入射的大部分星光，可能是由于白天的云层所致。蒙特利尔的麦吉尔大学(McGill University)帮助分析和解释了热相曲线测量结果。“行星也没有向其夜侧传递大量的热量，但我们认为我们了解：被吸收的星光很可能在大气中被吸收得很厉害，能量从那里被迅速辐射回太空。”

根据克罗斯菲尔德(Crossfield)的说法，随着对系外行星大气层的研究逐渐向着越来越小的行星移动，结果只是进入系外行星探索新阶段的第一步。

他说：“我不会说我们现在已经了解了这个星球的一切，但是我们已经进行了足够的测量，知道这将是将来研究的一个非常有成果的对象。” “它已经成为James Webb太空望远镜观测的目标，这是NASA未来几年内将推出的下一个数十亿美元的大型旗舰太空望远镜。到目前为止，我们的测量表明我们称之为光谱吸收特征，它的光谱表示大气中的一氧化碳和/或二氧化碳我们开始了解组成大气的分子的原因因为我们看到了这一点，并且由于这张全球温度图的样子，它还告诉了我们一些信息关于风如何在这个微型气体星球的大气中循环能量和物质的循环。

克罗斯菲尔德(Crossfield)解释说，海王星般的世界非常稀少，靠近它们的寄主恒星，这个地区通常没有行星，天文学家称之为“热海王星沙漠”。

他说：“我们认为这是因为海王星的热量不足以避免大量的大气蒸发和质量损失。” “因此，最接近的热系外行星要么是巨大的热木星，要么是很久以前就失去了大部分大气层的岩石行星。”

由新墨西哥大学物理学和天文学助理教授戴安娜·德拉戈米尔(Diana Dragomir)领导的这项研究的伴随论文，是利用热海王星的斯必泽红外阵列照相机(IRAC)通过二次月食观测研究了行星的大气成分。

尽管LTT 9779b不适合人类或任何其他已知生命形式的殖民地，但克罗斯菲尔德说，评估其大气层将磨练某些技术，有朝一日可以用来寻找更多宜人的行星。

他说：“如果有人相信天文学家所说的在其他世界上发现生命或氧气的迹象，我们将不得不证明我们实际上可以首先在简单的东西上做到这一点。” “从这种意义上讲，像LTT 9779b这样的更大，更热的行星就像训练轮一样，表明我们实际上知道我们在做什么，并且可以使一切正确。”

克罗斯菲尔德(Crossfield)说，他窥视如此陌生而遥远的星球的大气本身也很有价值。

“作为研究这些行星的人，我们可以在测量这些行星的特性方面做很多有趣的行星科学，就像人们研究木星，土星和金星的大气一样，尽管我们认为这些行星不会承载生命，“ 他说。“它们仍然很有趣，我们可以了解这些行星是如何形成的以及行星系统的更广泛的背景。”

克罗斯菲尔德说，为了更好地理解LTT 9779b和尚未发现的类似海王星还有很多工作要做。(与此同时，由Crossfield撰写的关于LTT 9779b的次日食“光谱”的分析有关大气成分的同行论文。)

他说：“我们希望继续用其他望远镜观察它，以便我们能回答更多问题。” “这颗行星如何能够保留其大气层?它最初是如何形成的?它最初是否较大，但已经失去了其原始大气层的一部分?如果是这样，那么为什么它的大气层不仅仅是缩小的大气层?大热系外行星的大气?还有其他潜伏在大气中的东西?”

该论文的一些KU研究人员的共同作者还计划继续研究不可能的系外行星。

iREx和蒙特利尔大学的BjörnBenneke说：“我们在大气层中检测到一氧化碳，并且永久性的白天非常热，而热量很少传递到夜晚。” “这两个发现都使LTT 9779b发出强烈的信号，需要观察到的强烈信号使该行星成为将来用JWST进行详细表征的极具吸引力的目标。我们现在还计划使用NIRISS在JWST上进行更详细的相曲线观察。”