據(jù)網(wǎng)上消息，美國(guó)物理聯(lián)合會(huì)(AIP)的博士生英格·凱爾斯領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)近日借助位于亞利桑那州的大型雙目望遠(yuǎn)鏡(LBT)上的波茨坦梯形偏振光譜儀(PEPSI)，對(duì)類木星系外行星HD189733b上的大氣進(jìn)行了深入研究，首次發(fā)現(xiàn)了鉀。

行星HD189733b距地球64光年，大小與木星相仿，圍繞其母星(一顆紅巨星)運(yùn)行，公轉(zhuǎn)周期為53小時(shí)。在本研究中，科學(xué)家們借助凌日法——行星經(jīng)過(guò)恒星面前時(shí)，恒星的光會(huì)發(fā)生變化，分析恒星光譜的變化，發(fā)現(xiàn)了鉀。早在20年前，科學(xué)家就預(yù)測(cè)可以在“熱木星”（“熱木星”是一種氣態(tài)行星，其溫度為幾千攝氏度，距離其主恒星比較遙遠(yuǎn)）的大氣層中探測(cè)到鉀和鈉。雖然科學(xué)家此前已在“熱木星”的大氣中發(fā)現(xiàn)了鈉，但一直沒(méi)有發(fā)現(xiàn)鉀。

現(xiàn)在，借助LBT的聚光能力和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，確認(rèn)了鉀的存在。有了這些新的測(cè)量數(shù)據(jù)，研究人員可以比較鉀和鈉的吸收信號(hào)，從而更多地了解這些系外行星大氣中的冷凝或光電離等過(guò)程。在光譜中，不同元素會(huì)產(chǎn)生不同的吸收標(biāo)記，對(duì)其進(jìn)行分析可以分析大氣的組成。然而，“熱木星”大氣層中云層的存在會(huì)極大地削弱光譜的吸收特性，因此很難探測(cè)到它們。凱爾斯說(shuō)：“我們?cè)诹枞掌陂g拍攝了一系列光譜，并比較了吸收深度。在凌日過(guò)程中，我們檢測(cè)到了鉀元素的特征，但這些特征如預(yù)期的那樣，在凌日前后消失了，這表明吸收是由行星大氣引起的?！?/p>

波茨坦梯形偏振光譜儀(PEPSI)是亞利桑那州大型雙目望遠(yuǎn)鏡的高分辨率階梯光柵光譜儀。它利用大型雙目望遠(yuǎn)鏡(LBT)的兩個(gè)8.4米孔徑望遠(yuǎn)鏡，通過(guò)兩個(gè)永久安裝的焦點(diǎn)站(PFU)將光線信息發(fā)送到光譜儀。設(shè)備光譜分辨率高達(dá)270,000圖像分辨率并且覆蓋全光學(xué)波長(zhǎng)觀測(cè)范圍。兩個(gè)相同但獨(dú)立的斯托克斯IQUV旋光儀能夠同時(shí)觀察具有高光譜和時(shí)間分辨率的圓形和線性偏振光。除了LBT之外，PEPSI還可以通過(guò)450米光纖線路與梵蒂岡先進(jìn)技術(shù)望遠(yuǎn)鏡(VATT)配合使用。

波茨坦梯形偏振光譜儀(PEPSI)