探索一顆下“鐵雨”的行星

4350華氏度對(duì)你來說還不夠熱嗎？

這張藝術(shù)家的插圖展示了系外行星 WASP-76b 的夜景。這顆巨大的系外行星白天溫度超過4350華氏度（2400 攝氏度），足以蒸發(fā)金屬。強(qiáng)風(fēng)將鐵蒸氣帶到較冷的夜間，在那里凝結(jié)成鐵滴。（圖片來源：ESO/M. Kornmesser）

系外行星WASP-76 b可能比科學(xué)家們想象的要熱——這確實(shí)說明了一些事情。

WASP-76 b距離太陽約640光年，是一顆“超熱木星”，每1.8個(gè)地球日繞其母星飛行一次。與這顆恒星的極度接近使這顆氣態(tài)巨行星變成了一個(gè)奇異的地獄世界，在我們自己的太陽系中沒有類似行星。

舉個(gè)例子，WASP-76 b吸收的大量恒星輻射使這顆系外行星大大膨脹，它的寬度是木星的1.85倍，同時(shí)它只有木星質(zhì)量的85%。WASP-76 b也被潮汐鎖定了，總是向它的恒星展示同一面，就像月球只向地球展示它的近側(cè)一樣。

WASP-76 b非常的熱。天文學(xué)家估計(jì)，它的夜間溫度為2370華氏度（1300攝氏度），而其白天的溫度大概是4350華氏度（2400攝氏度）左右——熱到足以蒸發(fā)許多金屬。事實(shí)上，科學(xué)家們認(rèn)為，強(qiáng)風(fēng)將蒸發(fā)的鐵從行星的日側(cè)帶到較冷的夜側(cè)，在那里凝結(jié)并以“鐵雨”的形式落下。

但新的研究報(bào)告顯示，WASP-76 b 可能比以前的研究表明的更加極端。一些科學(xué)家使用位于夏威夷莫納克亞火山山頂附近的雙子北座望遠(yuǎn)鏡觀察了這顆系外行星，并在其高層大氣中發(fā)現(xiàn)了電離鈣（一種元素的帶電形式）的特征。

“我們看到了很多的鈣，這是一個(gè)非常重要的特征。”多倫多大學(xué)博士生 艾米莉·戴伯特在一份聲明中說。

“電離鈣的這種光譜特征可能表明這顆系外行星有非常強(qiáng)的高層大氣風(fēng)，”她說。“或者它的大氣溫度比想象的要高得多。”

戴伯特是WASP-76 b新研究報(bào)告的主要作者，該研究于2021年10月5日在線發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。您可以在arXiv.org免費(fèi)閱讀它的預(yù)印本。研究人員還在美國天文學(xué)會(huì)行星科學(xué)部第53次會(huì)議上展示了他們的研究結(jié)果。

這項(xiàng)新的研究并沒有推測(cè)WASP-76 b的溫度可能會(huì)高多少，但是讓我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到銀河系是一個(gè)非常多樣化的地方，到處都是各種各樣的神奇行星。在過去十年里，天文學(xué)家已經(jīng)開始欣賞這個(gè)行星的全貌，隨著我們更深入、更敏銳地探索太空，相信還會(huì)有更多驚喜。

“當(dāng)對(duì)不同質(zhì)量和溫度的數(shù)十顆系外行星進(jìn)行遙感時(shí)，我們將更全面地了解外星世界的真正多樣性，從熱得足以容納鐵雨的行星到其他氣候溫和的行星。”紐約伊薩卡康奈爾大學(xué)的天文學(xué)教授，該研究的合著者雷·賈亞瓦德哈納在同一份聲明中說：

“值得注意的是，使用今天的望遠(yuǎn)鏡和儀器，我們已經(jīng)可以了解很多關(guān)于環(huán)繞數(shù)百光年的恒星運(yùn)行的行星大氣層，包括成分、物理特性、云的存在，甚至是大尺度的風(fēng)?！辟Z亞瓦德哈納說。

相關(guān)知識(shí)

WASP-76b，是一個(gè)繞著F型主序星運(yùn)行的氣體巨型系外行星，于2016年由研究員在歐洲南方天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)。

太陽系是一個(gè)受太陽引力約束在一起的行星系統(tǒng)，包括太陽以及直接或間接圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的天體。在直接圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的天體中，最大的八顆被稱為行星，其余的天體要比行星小很多，比如矮行星、太陽系小行星和彗星。軌道間接圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的天體是衛(wèi)星，其中有兩顆比最小的行星水星還要大。

太陽系外行星，或簡稱系外行星，是位于太陽系之外的行星。截至2021年10月20日，已經(jīng)被確認(rèn)的系外行星總共有4531顆，當(dāng)中約有四分之三是透過凌日現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的。這些行星分屬3364個(gè)行星系，其中有778個(gè)多行星系。開普勒任務(wù)已經(jīng)檢測(cè)到18,000顆行星候選者，包括262顆位于潛在適居帶的候選者。

BY: Mike Wall

FY: 楊帆

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