东方时讯网中科院云南天文台研究人员及其合作者再现了观测到的系外行星WASP-52b在不同波段的透射光谱，并研究了其氢氦大气层的性质。结果于9月13日发表在《天体物理学杂志》上。
靠近的系外行星从它们的主恒星接收到强烈的高能辐射，例如X射线和极紫外(XUV)辐射。在富含气体的系外行星中，大气层可能会吸收这种高能辐射，从而加热大气层并使其膨胀以克服行星的引力势并逃逸到星际介质中。
这种现象被称为行星大气逃逸，它会导致行星大量物质的流失，对行星的组成、演化乃至整体分布产生重要影响。
行星大气的组成和性质可以通过分析不同波段的光谱线的吸收来研究，例如光学波段(Hα)和近红外波段(Heλ10830Å)线，即所谓的透射光谱。
在这项研究中，研究人员使用水动力大气逃逸模型和辐射传输模型来模拟WASP-52b的透射光谱。他们首次引入蒙特卡罗模型来模拟系外行星大气层内的Lyα共振散射，假设恒星Lyα辐射和行星大气都是球形的。
基于Lyα散射率Pα的分布，研究人员计算了Hα吸收，这是由处于第一激发态的氢原子引起的。他们还详细计算了亚稳态氦原子的分布，并模拟了热木星WASP-52b在光学波段(Hα)和近红外波段(Heλ10830Å)的透射光谱。
他们限制了行星接收到的X射线和极紫外辐射的水平，以及行星大气中氢氦的丰度比，并揭示了氢和氦起源于逸出的大气层。这些发现有助于限制大气的物理参数并更好地了解其组成和结构。