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这种“反物理”
的蓬松,源于它特殊的内部结构分层——一颗“小核心+大液态层+厚大气”
的“三明治”
模型。
1核心:“袖珍”
的岩石心脏通过行星形成模型与潮汐加热计算,天文学家推断wasp-17b的核心质量约为10-20倍地球质量(木星核心约10-30倍地球质量),仅占行星总质量的2-4。
这个核心由硅酸盐岩石与铁镍金属组成,密度高达5g3,像一颗“袖珍的地球”
嵌在行星中心。
为何核心如此之小?答案在原行星盘的“营养不足”
:wasp-17的原行星盘虽年轻,但质量仅为太阳系的110(通过尘埃盘亮度估算)。
有限的原行星物质,让wasp-17b的核心无法像木星那样“吃成胖子”
——它只吸积了少量岩石物质,便因潮汐力与碰撞,被迫“膨胀”
成今天的样子。
2液态层:“沸腾”
的氢氦海洋核心之外,是约90质量的液态氢氦层。
这是wasp-17b“蓬松”
的关键:高温与强潮汐力让氢氦无法凝结成固体,只能以液态形式存在。
潮汐加热的“熬煮”
:wasp-17的潮汐力对wasp-17b的加热功率达15x102?瓦(相当于1000亿颗氢弹),这种持续“熬煮”
让液态氢氦层保持高温(内部温度约2000k),分子运动剧烈,无法压缩成更致密的状态;高温热膨胀的“助推”
:行星表面温度高达1230k,大气的高温传递到液态层,让氢氦的体积进一步膨胀——就像加热一罐氦气,罐子会因气体膨胀而鼓起来。
3大气:“薄如蝉翼”
的气体外衣最外层是约8质量的大气,主要由氢(70)、氦(28)与trace气体(钠、钾、水蒸气)组成。
尽管大气质量占比小,却因高温呈现“超膨胀”
状态——大气厚度约为行星半径的13(约15万公里),比木星大气厚50。
这种分层结构,完美解释了wasp-17b的低密度:核心贡献2质量+高密度,液态层贡献90质量+中等密度,大气贡献8质量+低密度,三者叠加后平均密度仅02g3——就像一个“岩石芯+液态氢氦球+气体泡”
的组合玩具。
二、大气密码:高温雾霭中的“化学指纹”
——成分、云层与逆温层的秘密wasp-17b的大气是颗“高温熔炉”
,却藏着细腻的化学细节。
通过哈勃stis光谱仪与jwstnirspec仪器的观测,我们得以“嗅”
到这颗行星大气的“气味”
,并破解它的“温度密码”
。
1成分:钠、钾与水蒸气的“三重奏”
碱金属的“信号灯”
:hubble最先检测到大气中的钠(na)与钾(k)——这是热木星的“标志性元素”
。
碱金属原子会吸收恒星紫外线,形成特征的吸收线,像“霓虹灯”
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