天上下铁水？这颗系在行星很奇特，这是为何呢？

coyo913323

公转周期才几天，甚么是系在行星？
为何系在行星不克不及间接观测？


超热系在行星：铺天盖地的暗白色云层，闪闪发光的雨滴倾注而下。
这是超热系在行星 WASP-76b 的艺术设想图，其热度足以让金属气化。图源：M·科恩梅塞尔（M. Kornmesser）/欧洲北方天文台。
超热系在行星有着怪异而狂野的大气层


超热木星是一种系在行星，因其物感性质和木星类似而得名，环抱着一颗和太阳不同的恒星运转，这颗恒星温度十分高，高到能把超热木星大气层里的份子都彻底合成开。
它们有着河汉系中最极真个环境，绕着其母恒星（parent stars）公转一圈也仅需求几天，天文学家至今不知道它们要如何能力造成。
虽然这些残酷的前提听起来曾经够极端了，但天文学家开始意想到，这些前提可能仅仅是冰山一角（其实该说火山一角）。在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）比来颁发的一篇钻研中，我共事和我发现，在这些异乎寻常的星球中，有一颗比咱们原来想的要极端很多。


超热系在行星 WASP-76b
WASP-76b 发现于2016年，多是这些超热系外星球中最为人熟知的，体积是咱们木星的两倍大，白昼的温度竟高达2400摄氏度（4400华氏度），环抱其母恒星公转一圈的时间还不到两天。但是它之所以成名天下，是由于2020年的一份钻研以为，这颗行星的天空，可能真的在下铁雨。
比来一些还有待同行评议的钻研，则对这篇钻研提出质疑。可是无庸置疑，WASP-76b 的环境和地球彻底没有一点类似，这就给咱们关上了一扇窗，让咱们能理解河汉系中最极真个物理化学进程，而钻研 WASP-76b 残酷的外星环境，也能帮咱们肯定太阳系的周遭环境。


微白色带条纹的行星环抱着一颗微小的恒星运转，间隔很近。
这是一颗热木星的艺术概念图，和 WASP-76b 相似，在恒星泛滥而陈旧的河汉星团梅西耶67（Messier 67）中，这颗热木星环抱着其中一颗恒星运转，间隔很近。图源： L·凯尔萨德（L. Cal?ada）/欧洲北方天文台。


大气层常识
可怜的是，哪怕是钻研像 WASP-76b 这样微小的系在行星，也经常是说起来简略做起来难。4500颗已发现的系在行星都离咱们十分十分边远，并且它们的母恒星都很亮，收回的亮光把系在行星收回的光都覆盖掉了。


咱们没有间接去观测系在行星，相同，常常自愿找别的方法来揣测出它们的存在。实际上，绝大部份咱们发现的系在行星，都是用这类咱们找出的直接办法发现的。不止如斯，咱们也能够用这些直接办法去观测系在行星的大气层，
这办法叫凌日光谱学（transit spectroscopy），详细如下。系在行星在其母恒星前通过或凌日时，恒星收回的光会透过系在行星的大气层。不同的大气层气体，会在恒星的光上留下共同的化学印记，就像指纹同样，再去钻研这些指纹，咱们就可以理解到存在的是哪一种气体。这就可以帮忙咱们弄分明，系在行星上的环境究竟是甚么模样。


实践下去说，任何有大气层的系在行星都合用此办法，然而用在那些大气层又热又胀的系在行星上，成果最佳。微小而收缩的大气层，会在恒星的光上留下更强烈的化学印记，咱们也就更易观测到印记。
这恰是为什么咱们团队要选 WASP-76b 观测，咱们的新 ExoGemS（双子座光谱学系在行星）勘测方案，观测的首颗系在行星就是它。此勘测方案由康奈尔大学的杰克·特纳（Jake Turner）、雷·贾亚瓦尔德哈纳（Ray Jayawardhana）和安德鲁·里登哈珀（Andrew Ridden-Harper）领导，其指标是用夏威夷的北双子座望远镜（the Gemini North telescope），观测40多个系在行星的大气层。


日落时候，在荒凉的山顶上，钻研人员站立在微小的天文台穹顶旁。
ExoGemS 勘测方案，打算用夏威夷的北双子座望远镜，观测40多颗系在行星。图源：梅尔塞斯（Mailseth）/维基同享。
极真个大气层
在此项特别钻研中，WASP-76b 运转到其母恒星前有4小时，咱们在这段时间对其进行了观测。咱们搜索其大气层中的金属留下的印记，由于在这类极度低温下，金属就会气化成气体。
咱们过来屡次观测了 WASP-76b，然而比拟于以前颁发的后果，咱们用北双子座望远镜看到了光波长中更红的那部份波长。这象征着咱们能够搜索到更多化学指纹，更分明地理解这颗极端星球的怪异构成，这是先前的钻研所不克不及的。
咱们立刻发现数据中红外波长的光，有三次联贯的强烈排汇特点。咱们认出这是离子钙的化学指纹，钙原子失去一个电子造成离子钙，并且这信号太强烈了，强到能让咱们在这颗系在行星绕着其母恒星运转时，也能的确视察到信号在挪动。


少量离子钙
在 WASP-76b 上发现钙其实不值得大惊小怪；往年早些时分，就探测到了一组不同的钙信号。真正让咱们吃惊的是，离子钙的数量真实太多了，比咱们任何实践模型预测的都要多好多。
所以这是怎么回事啊？有一种多是，WASP-76b 大气层的温度乃至比2400摄氏度（4400华氏度）还要高，这是咱们先前估量的温度。在这类极端低温下，普通钙原子的电子会剥落上去，温度越高，这一反映产生的频率越快。
另外一种多是，有种强无力的风，把系在行星深处的离子钙吹了出来。一份比来颁发的钻研显示，WASP-76b 上的风速实际高达22公里每秒（简直等于50000英里每小时）。这是甚么概念啊，地球上最快的风，测出也不到1公里每秒。


无巧不可书，另外一组天文学家用西班牙的卡拉阿托天文台（the Calar Alto Observatory），也在红外光中探测到了一样的离子钙信号，跟咱们的数据相似，他们数据中的离子钙也比预期的多。不言而喻，WASP-76b 大气层中产生的事件，比咱们想的要多很多。
怪异而狂野的大气层
从夏威夷的北双子座望远镜，到智力的甚大望远镜（Very Large Telescope），始终到外太空的哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope），简直一切次要的天文望远镜都观测过 WASP-76b。其大气层正产生甚么就是张奥秘的拼图，而要把这张拼图拼起来，咱们需求等候詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的观测后果，此望远镜十分厉害，簇新出厂，定于2021年十二月发射。
同时，咱们的 ExoGemS 勘测方案，也会让咱们在地球上持续考察几十颗系在行星的大气层，其中有得多大气层从没被形容过。毫无疑难，咱们会暴-露出得多得多机密，而 WASP-76b 那怪异而狂野的大气层，只是这所有的开始。
埃米莉·戴蓓特，在多伦多大学天文学和天体物理学系攻读博士学位。
本文按照常识同享许可协定从《对话》（The Conversation）转载。
一句话：超热系在行星 WASP-76b 有着怪异而狂野的大气层，是河汉系环境最极真个星球之一。
BY: Emily Deibert
FY: redbeard305050
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