炙熱的系外行星上居然落下了鐵雨

<code>“最奇異的系外行星”這一頭銜有了新的競爭者。/<code>

一顆名為WASP-76 b的行星可能是我們所知道的最極端的世界。

在這幅藝術作品中,鐵蒸汽凝結成鐵滴,落在系外行星WASP-76 b上。

炙熱的系外行星上居然落下了鐵雨

圖自ESO/M. Kornmesser


“最奇異的系外行星”這一頭銜有了新的競爭者。

這一頭銜已經在HD 189733 b的頭上停留了一段時間,那是一個鈷藍色的外星世界,玻璃液滴組成的玻璃雨以高達5400英里每小時(8790公里每小時)的速度從空中沖刷而過。但一項最新的研究報告稱,鐵雨也許會穿過WASP-76b厚厚的、湍流的空氣。WASP-76 b是位於雙魚座的一顆奇特的“超熱木星”,距離太陽約640光年。

WASP-76 b每1.8個地球日繞其主恆星公轉一圈,這一公轉軌道如此之近,以至於這一氣態行星被“潮汐鎖定”了,朝向中央恆星的總是相同的一面。研究人員稱,該行星白天的溫度會上升到4350華氏度(2400攝氏度)以上——溫度足以蒸發金屬——而夜間的溫度則要“涼爽”得多,但仍然有2730華氏度(1500攝氏度)。

該研究的主要作者、瑞士日內瓦大學天文學副教授David Ehrenreich稱:“這可能是我們能在一個星球上找到的最極端氣候。”

Ehrenreich稱:“我們必須擴展我們對什麼是氣候、什麼是行星大氣的理解,才能理解這顆行星。”

WASP-76 b是在2013年被發現的。這顆系外行星的質量與木星差不多,但它是木星的兩倍寬,這可能是因為它從主恆星那裡接收到了大量的輻射,以至於它的大氣層大大膨脹。

在新的研究中,研究人員使用了用於岩石系外行星和穩定光譜觀測的光柵攝譜儀(ESPRESSO)對WASP-76 b進行了研究。它安裝在智利的歐洲南方天文臺中的超大望遠鏡上。

ESPRESSO在WASP-76 b的昏線檢測到了強烈的鐵蒸汽的特徵。但是,在該行星另一側的晨線邊界並沒有發現同樣的特徵。

“夜裡一定發生了一些使鐵消失的事情,”Ehrenreich說道。

他補充道,最好的解釋是,風和WASP-76 b的自轉將蒸發的鐵從白天帶到黑夜。夜晚足夠涼爽,因此鐵蒸汽可以凝結成雲,從而成為雨水傾瀉到空氣中。雨水可能由硫化鐵或氫化鐵等化合物組成。

但“在這種條件下,最可能的情況是鐵凝結成純鐵的液滴,”Ehrenreich說,“這鐵雨可能最終通過大氣環流再次回到白天,使循環永久化。”

而且,這雨很可能不會以溫和的薄霧形式落下,因為WASP-76 b兩個半球之間巨大的溫差產生了驚人的兇猛風力。Ehrenreich舉例稱,行星處於白天區域空氣中的鐵正以每小時11000英里(18000公里/小時)的速度朝夜晚的區域颳去。

WASP-76 b的奇特之處還不僅於此。研究人員稱,由於熱負荷較高,白天的大氣可能比夜晚大氣膨脹的多。因此,高聳的雲層可能是由白天到黑夜過渡的標誌,“而且這個行星上落下的細雨不是水滴,而是鐵滴,”Ehrenreich說道。

WASP-76 b的瘋狂之處不僅僅是吸引眼球。Ehrenreich稱,有關這種奇特的系外行星的新消息將有助於科學家完善和測試氣候和全球環流模型,從而能更好地瞭解一般外行星大氣。WASP-76 b也提醒研究人員要保持開放的心態,因為大自然會展現出令人眼花繚亂的多樣性。

“系外行星就像是充滿驚喜的真正寶庫,”Ehrenreich說,“你探索的越多,發現的就越多。”

他和他的同事們的目標是挖掘更多這樣的驚喜。新的研究結果已發表在《自然》雜誌上。目前研究人員正在使用ESPRESSO對系外行星大氣進行廣泛的調查,這可以揭示WASP-76 b是一個獨有的異常值還是一群異常值中的之一。

Ehrenreich在一份聲明中說道:“我們現在有一種追蹤最極端系外行星氣候的全新方式。”


蝌蚪五線譜編譯自scientificamerican,譯者李彤馨,轉載須授權

炙熱的系外行星上居然落下了鐵雨


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