系外行星大气中首次发现钾

科技日报讯 （记者刘霞）据物理学家组织网近日报道，美国一个天文学家团队采用高分辨率光谱学，首次在系外行星的大气中探测到化学元素钾。

20年前，科学家预测，可以在“热木星”的大气层中探测到钾和钠。“热木星”是一种气态行星，其温度为几千摄氏度，距离其主恒星比较遥远。虽然科学家此前已在“热木星”的大气中发现了钠，但一直没有发现钾。

现在，由美国物理联合会（AIP）的博士生英格⋅凯尔斯领导的团队，借助位于亚利桑那州的大型双目望远镜（LBT）上的波茨坦梯形偏振光谱仪（PEPSI），对类木星系外行星HD189733b上的大气进行了深入研究，首次发现了钾。

HD189733b距地球64光年，大小与木星相仿，围绕其母星（一颗红巨星）运行，公转周期为53小时。在本研究中，科学家们借助凌日法——行星经过恒星面前时，恒星的光会发生变化，分析恒星光谱的变化，发现了钾。

在光谱中，不同元素会产生不同的吸收标记，对其进行分析，可以分析大气的组成。然而，“热木星”大气层中云层的存在会极大地削弱光谱的吸收特性，因此很难探测到它们。即使对HD189733b这颗科学家们目前研究得最好的“热木星”，迄今为止，科学家对光谱上各种元素的吸收情况也知之甚少。

现在，借助LBT的聚光能力和PEPSI的高光谱分辨率，研究团队首次获得了高分辨率图像，确认了钾的存在。有了这些新的测量数据，研究人员可以比较钾和钠的吸收信号，从而更多地了解这些系外行星大气中的冷凝或光电离等过程。

凯尔斯说：“我们在凌日期间拍摄了一系列光谱，并比较了吸收深度。在凌日过程中，我们检测到了钾元素的特征，但这些特征如预期的那样，在凌日前后消失了，这表明吸收是由行星大气引起的。”