據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)站近日報道，美國天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)利用高分辨率光譜技術(shù)首次探測到系外行星大氣中的化學(xué)元素鉀。

二十年前，科學(xué)家預(yù)測可以在熱木星的大氣中檢測到鉀和鈉。熱木星是一顆溫度高達(dá)數(shù)千攝氏度的氣態(tài)行星，距離其主恒星相對較遠(yuǎn)。雖然科學(xué)家此前曾在熱木星的大氣層中發(fā)現(xiàn)過鈉，但從未發(fā)現(xiàn)過鉀。

現(xiàn)在，由美國物理研究所（AIP）博士生英格·凱爾斯（Inge Kells）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)利用亞利桑那州大型雙筒望遠(yuǎn)鏡（LBT）上的波茨坦梯形偏振光譜儀（PEPSI）來研究類木星系外行星。 HD189733b上的大氣經(jīng)過深入研究，首次發(fā)現(xiàn)了鉀。

HD189733b距地球64光年，大小與木星相似，繞其母星（紅巨星）運(yùn)行，軌道周期為53小時。在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家使用了凌日法——。當(dāng)行星從恒星前面經(jīng)過時，恒星的光線會發(fā)生變化。他們分析了恒星光譜的變化并發(fā)現(xiàn)了鉀。

在光譜中，不同的元素產(chǎn)生不同的吸收特征，可以通過分析這些特征來分析大氣的成分。然而，熱木星大氣中云的存在極大地削弱了光譜的吸收特性，使得它們難以被探測到。即使對于迄今為止科學(xué)家研究得最深入的熱木星HD189733b，科學(xué)家們對光譜中各種元素的吸收情況仍然知之甚少。

現(xiàn)在，利用LBT的集光能力和PEPSI的高光譜分辨率，研究團(tuán)隊(duì)首次獲得了高分辨率圖像，證實(shí)了鉀的存在。通過這些新的測量，研究人員可以比較鉀和鈉的吸收信號，以了解更多有關(guān)這些系外行星大氣中的凝結(jié)或光電離等過程的信息。

“我們在傳輸過程中拍攝了一系列光譜并比較了吸收深度，”凱爾斯說。我們在凌日期間檢測到了鉀信號，但正如預(yù)期的那樣，這些信號在凌日周圍消失了，這表明吸收是由行星大氣層引起的。