91儀器信息中國科學院云南天文臺博士研究生閆冬冬及其導師、研究員郭建恒與美國亞利桑那大學博士黃辰亮等合作，通過模擬熱木星WASP-121b在光學波段(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，相關研究成果發(fā)表在《天體物理雜志快報》(The Astrophysical Journal Letters)上。
 　　學界在2003年通過觀測遠紫外波段的信號，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逃逸。行星大氣通過流體動力學逃逸損失大量物質(zhì)(大約每年1000億噸)，從而對行星的演化造成嚴重影響。探索太陽系外行星大氣流體動力學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，學界在光學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系。
 　　基于課題組開發(fā)的流體動力學逃逸大氣模型和輻射轉(zhuǎn)移模型，研究人員在計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，并造成了光學波段的吸收，這意味著光學波段的信號可作為探測大氣逃逸的探針。研究人員進一步發(fā)現(xiàn)，行星大氣在不同時刻的吸收水平變化反應了主星不同的活動特性，恒星更強的活動水平導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)略性先導科技專項和國家自然科學基金等的支持。