哈勃太空望远镜在太阳系外行星奥西里斯上发现了氢气氛,这是在太阳系外行星上发现的第一个大气层。
HD 209458 b,在埃及神之后也被昵称为奥西里斯,是一颗系外行星,在距离太阳系约 159 光年(49 秒差距)的飞马星座中围绕太阳模拟 HD 209458 运行。行星轨道的半径为 0.047 AU(700 万公里;440 万英里),或水星轨道半径的八分之一(0.39 AU(3600 万英里;5800 万公里))。这个小半径导致一年有 3.5 个地球日长,估计地表温度约为 1,000 C(2,000 F;1,000 K)。它的质量是地球的 220 倍(0.69 木星质量),它的体积大约是木星的 2.5 倍。 HD 209458 b 的高质量和高体积表明它是一个气态巨行星。
HD 209458 b 代表了行星外研究的许多里程碑。这是许多类别中的第一个:
过境的系外行星
通过多种方法探测到的第一颗行星
已知太阳系外行星有大气层
观测到的太阳系外行星具有蒸发的氢气氛
太阳系外行星被发现有含有氧和碳元素的大气层
用光谱法直接观测到的前两颗系外行星之一
第一个测量到超级风暴的太阳系外气态巨行星
第一颗测量其轨道速度的行星,直接确定其质量。根据更新的理论模型的应用,截至 2007 年 4 月,它被认为是第一颗在其大气中发现有水蒸气的系外行星。2014 年 7 月, NASA 宣布在 HD 209458 b 和其他两颗围绕类太阳恒星运行的系外行星(HD 189733 b 和 WASP-12b)上发现非常干燥的大气层。
氢是化学元素,符号为 H,原子序数为 1。氢是最轻的元素。在标准条件下,氢气是具有分子式 H2 的双原子分子气体。它无色、无臭、无味、无毒、高度可燃。氢是宇宙中最丰富的化学物质,约占所有正常物质的 75%。太阳等恒星主要由处于等离子体状态的氢组成。地球上的大部分氢以分子形式存在,例如水和有机化合物。对于最常见的氢同位素(符号 1H),每个原子都有一个质子、一个电子和没有中子。
在早期宇宙中,质子(氢原子核)的形成发生在大爆炸后的第一秒。宇宙中中性氢原子的出现发生在大约 370,000 年后的重组时期,当时等离子体已经冷却到足以使电子与质子保持结合。氢是非金属的,除了在极高的压力下,很容易形成单一的共价键与大多数非金属元素形成化合物,例如水和几乎所有的有机化合物。氢在酸碱反应中起着特别重要的作用,因为这些反应通常涉及可溶性分子之间的质子交换。在离子化合物中,氢可以以带负电荷(即阴离子)的形式出现,其中它被称为氢化物,或以符号 H+ 表示的带正电荷(即阳离子)物种。 H+ 阳离子只是一个质子(符号 p),但它在水溶液和离子化合物中的行为涉及通过附近的极性分子或阴离子筛选其电荷。由于氢是薛定谔方程唯一可以解析求解的中性原子,因此对其能量学和化学键的研究在量子力学的发展中发挥了关键作用。
氢气最早是在 16 世纪早期通过酸与金属的反应人工产生的。 1766-1781 年,亨利·卡文迪许第一个认识到氢气是一种离散物质,燃烧时会产生水,这一特性后来被命名为:在希腊语中,氢的意思是“水的形成者”。
工业生产主要来自天然气的蒸汽重整、石油重整或煤气化。一小部分也是使用能源密集型方法生产的,例如水的电解。大多数氢气在其生产地点附近使用,最大的两个用途是化石燃料加工(例如加氢裂化)和氨生产,主要用于化肥市场。氢气在冶金中存在问题,因为它会使许多金属变脆,使管道和储罐的设计复杂化。