900光年外，邂逅一顆神奇的「重金屬」行星

2023-04-01 23:45:38 4

(插圖:這是藝術家製作的WASP-121b概念圖。它的軌道非常靠近恆星，溫度非常高。大氣中的重金屬氣體正在逃逸到太空中。資料來源:埃克塞特大學)

已經發現了各種類型和大小的系外行星——圍繞其他恆星運行的行星，從小型巖石行星到圍繞恆星運行的熱氣巨星此時，不難想到「天體音樂」這個詞，這是一個古老的哲學概念，太陽、月亮和行星在天體中有規律地運動時會發出音樂。雖然這個詞很容易與古典音樂聯繫在一起，但外行星似乎更適合重金屬音樂。

(插圖:美國宇航局在2016年5月10日發布的概念圖顯示了克卜勒任務識別的一些行星資料來源:美國宇航局)

，也被稱為WASP-121b，是一個離地球900光年的熱木星——它的軌道離它的恆星如此之近，以至於它的高層大氣溫度高達4600華氏度(2500攝氏度)它的主要恆星的引力將這顆行星扭曲成美式足球形狀。這顆行星於2015年首次被發現，其質量是木星的1.8倍。

哈勃太空望遠鏡(HST)已經探測到了從行星逃逸的氣體，它們是鐵和鎂氣體，被稱為「重金屬」新的同行評審結果發表在《天文學雜誌》上。

證據表明WASP-121b的低大氣溫度如此之高，以至於鐵和鎂以氣態形式存在。它們流入高層大氣，在那裡它們可以與氫和氦一起進入太空。這是首次觀察到這些氣體從熾熱的木星系外行星逃逸。正如馬裡蘭州巴爾的摩市約翰·霍普金斯大學的研究員大衛·希恩所說:

「以前在其他熱木星中也發現過重金屬，但只是在低層大氣中。」所以我們不確定他們是否會逃跑通過觀察wasp-121 b，我們發現鎂和鐵氣體將遠離地球，最終將不受重力的束縛。重金屬元素流失的一個原因是這個星球非常大而且在膨脹，所以它的引力相對較弱。地球的大氣層正在被剝離「

(圖:計算機模擬的WASP-121b圖像，使用美國國家航空航天局的斯皮策太空望遠鏡的鏡頭，顯示了橙色行星的新月-滿月-新月的整個複製過程來源:美國宇航局)

這個過程是如何發生的？首先，恆星本身比太陽熱，來自恆星的紫外線加熱了行星的高層大氣。據辛介紹，逸出的鐵和鎂氣體也有助於進一步加熱大氣:

「這些金屬會使大氣在紫外線下變得更加不透明，紫外線的熱量會在大氣中積累，這可能是高層大氣溫度上升的原因。」「

不僅大氣層受到嚴重影響，而且地球本身也受到嚴重影響它實際上正在接近被恆星引力撕裂的點。但是現在，它已經被拉長成一個足球形狀。WASP-121b給科學家們提供了一個難得的觀察機會，辛說:

「我們選擇這顆行星是因為它非常特別。」我們認為我們有機會看到更重的元素從中逃逸它溫度很高，易於觀察，這是發現重金屬存在的最好機會。我們過去的主要目的是尋找鎂，但是我們在其他系外行星的大氣中發現了鐵的跡象。另一方面，令人驚訝的是，WASP-121b從返回的數據中可以看得如此清楚，而且離地球如此之遠。馬裡蘭大學天文學家德雷克·戴明說:「這顆行星是一顆非常典型的超熱木星。」這些行星受到其母星的強烈輻射。它們幾乎和恆星本身一樣。WASP-121b正被它的主星蒸發，所以我們可以看到金屬原子從高層大氣中逸出，在那裡它們可以與行星的磁場相互作用。這為我們提供了一個觀察和理解一些有趣的物理現象的機會。「

」熱木星如此靠近它的母星是非常罕見的氣候如此炎熱的熱木星更加罕見。雖然它們很罕見，但一旦你找到它們，每個人的注意力都會被吸引到它們身上。我們期待著在未來進一步探索這個「奇怪」的星球"

(插圖:木星渦旋帶資料來源:美國航天局)

WASP-121 b的這些觀測是PanCET調查的一部分這是對20顆不同的外行星進行的第一次大規模紫外線、可見光和紅外線對比研究，這些外行星的大小從「超級地球」(地球質量的幾倍)到「木星」(地球質量的100多倍)不等

(插圖:WASP-121b是一顆名為熱木星的外行星，如高清209458b(藝術概念圖)所示)這是一顆巨大的橙色系外行星，有類似木星的旋渦帶。資料來源:美國宇航局通過研究WASP-121b和其他熱木星，科學家可以更好地了解行星是如何失去其原始大氣的。仍在形成的行星的大氣通常由較輕的氣體氫和氦組成，但是當一顆行星接近它的母星時，這些大氣會被剝離。辛解釋如下:

」熱木星主要由氫組成。哈勃望遠鏡對氫非常敏感，所以我們知道這些行星很容易失去這些氣體。」但是在WASP-121b的情況下，氫和氦像河流一樣流出，將金屬帶走。這是一種非常有效的質量損失機制「

WASP-121b也是未來詹姆斯·韋伯空間望遠鏡觀測的理想目標，該望遠鏡將能夠探測大氣中的水和二氧化碳，並有助於對大氣中的所有化學元素進行更全面的分析。這些數據將幫助科學家更好地理解像熱木星這樣的行星是如何形成的，以及整個行星系統是如何形成的。

(插圖:左邊是一顆類似太陽的恆星，右邊是一顆橢圓形足球形狀的外行星這是藝術家對WASP-121b的概念性觀點，天文學家稱之為「重金屬」系外行星。地球的溫度如此之高，以至於鎂和鐵的氣體——所謂的「重金屬」，因為這些元素的原子量高於氫或氦——正從大氣中逸出。與此同時，母星的引力繼續影響著行星及其大氣層，將行星拉伸成一個足球形狀。資料來源:美國宇航局)

摘要:WASP-121b是一顆罕見的熱木星外行星。這顆行星的溫度非常高，並且非常接近它的母星，這導致大氣中的重金屬氣體被剝離，並且它正在伸展成一個足球形狀。

參考

1。維基百科全書

2。天文術語

FY: baa

作者:保羅·斯科特·安德森

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