由阿姆斯特丹大學(xué)天文學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際研究小組，首次直接證明了系外行星大氣中鐵的存在。研究人員在系外行星KELT-9b光譜中發(fā)現(xiàn)了未帶電的鐵原子發(fā)射線。

觀測(cè)是復(fù)雜的，因?yàn)檫@顆系外行星在其明亮的主星面前黯然失色。系外行星KELT-9b圍繞其恒星KELT-9公轉(zhuǎn)周期是36小時(shí)，這顆恒星和行星位于天鵝座，距離地球大約620光年。

這顆恒星的溫度超過1萬度，幾乎是太陽的兩倍，行星KELT-9b比木星還要大，但它離恒星很近，大約是地球到太陽距離的30分之1。天文學(xué)家已經(jīng)知道行星大氣中一定存在鐵，在幾年前，當(dāng)行星從恒星前面經(jīng)過時(shí)，天文學(xué)家在研究星光時(shí)就已經(jīng)看到了這種跡象。在新的觀測(cè)中，天文學(xué)家直接觀察了行星光譜光線，觀測(cè)過程很復(fù)雜，因?yàn)檫@顆行星在其恒星的光線下顯得黯然失色。

此外，由于它離主星很久，在這顆行星上的一年大約只有地球時(shí)間的一天半。在這短短的一年中，有半年時(shí)間，這顆行星的黑夜面正對(duì)著地球，但那面太暗了，看不見。因此，研究人員在行星消失在恒星后面的前8個(gè)小時(shí)開始觀測(cè)，觀察它更熱、更亮的白天面。這項(xiàng)研究的主要作者洛倫佐·皮諾(Lorenzo Pino)(阿姆斯特丹大學(xué))將在主星的耀眼光芒下，尋找系外行星的光線與看燈柱附近的螢火蟲進(jìn)行了比較：

看到了螢火蟲的影子，對(duì)研究人員來說，就是系外行星的影子，現(xiàn)在已經(jīng)直接看到了系外行星。研究人員在西班牙拉帕爾馬島使用意大利望遠(yuǎn)鏡Telescopio Nazionale Galileo進(jìn)行了觀測(cè)。這架望遠(yuǎn)鏡以HARPS-N為特色，這是一種可以分割光線并揭示特定原子和分子存在的光譜儀，研究人員使用一種名為互相關(guān)的技術(shù)提取原子發(fā)射線。與一系列圖像進(jìn)行了比較：恒星趨于靜止的，但行星在運(yùn)動(dòng)。

互相關(guān)是一種與行星一起移動(dòng)的濾光片，這才能讓天文學(xué)家能夠隔離行星光。根據(jù)數(shù)據(jù)，研究人員現(xiàn)在認(rèn)為系外行星KELT-9b大氣層中的鐵，加熱了大氣層的上部，使其比下部更溫暖。這個(gè)想法是鐵吸收星光，從而加熱大氣。在地球上，類似的過程也發(fā)生在大氣中，然而，在這種情況下，加熱頂層的不是鐵，而是臭氧。未來，研究人員希望通過精確測(cè)量行星大氣中的鐵含量，進(jìn)行更深入的觀測(cè)研究。

例如，這可以使用洛倫佐·皮諾被分配觀測(cè)時(shí)間的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡來實(shí)現(xiàn)。最終，天文級(jí)學(xué)希望揭示像KELT-9b這樣的熱氣態(tài)巨型系外行星是如何出現(xiàn)的，以及為什么在太陽系中沒有類似的例子。

博科園｜研究/來自：荷蘭天文學(xué)研究學(xué)院

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