讓天文學家都感到意外:這顆“類足球”星正在偷偷洩漏重金屬

這顆熾熱的木星與主恆星的距離如此近,以至於引力作用正在將它擠壓成“足球”形狀。不僅如此,它還發生了迄今為止從未檢測到的現象——極度高溫造成重金屬氣體向太空洩漏。而根據天文學雜誌最新的研究表明,這顆距離地球約880光年的熾熱土星(WASP-121b),其表面大氣層正在不斷洩漏一種由鐵鎂混合而成的氣體。

讓天文學家都感到意外:這顆“類足球”星正在偷偷洩漏重金屬

圖解 :藝術家眼中的WASP-121b,圖片:美國國家航天局,歐洲航天局,太空望遠鏡研究所

WASP-121b是木星體積的1.8倍,,而與主恆星的近距離能夠讓它在1.275天的時間內完成軌道繞行。在這樣的距離下,強烈的引力作用幾乎能把它撕碎。事實是,這顆行星極有可能經受潮汐力瓦解,在某個時刻將會崩潰坍塌。因此,這個星球被迫變形為類似足球的形狀。

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圖解:藝術家眼中的WASP-121b,圖片:哈勃太空望遠鏡

作為巴爾的摩的約翰·霍普金森大學的天文學家兼最新研究的首席作家,大衛·森告訴蓋斯莫多:“打個比方來說,它就像地球上的海潮受到月亮影響一樣,在這個示例中,來自月亮的引力拉扯著海洋,因此離月亮最近的海水將會朝著滿潮的月亮凸動靠近。同樣,在與月球相對的地球另一邊引力作用最小,因此‘拉力’較小的一側海水也會在地球正對的另一邊產生凸面,造成地表的海洋系統也會發生類似於‘足球’狀的變形。”

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而同樣的事情也發生在WASP-121b身上——但是規模更大:森說靠近主恆星的一側比正常情況下增長了10%。

同時,來自主恆星強烈的輻射將WASP-121b上大氣層的溫度炙烤超過2200開爾文(3500華氏度)。去年的研究表明WASP-121b表面的高溫甚至造成大氣層中水分子脫離。

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在最新研究中,森和同事發現上大氣層的高溫同時也引起了WASP-121b內部重金屬氣體洩漏。這項新研究首次證明了一個現象:來自下大氣層的鐵和鎂能夠上升進入在高溫狀態下以氣態存在的上大氣層中。而根據最新研究,藉此重金屬氣體能夠依附在氫氣和氦氣中“逃竄”太空。

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森告訴蓋斯莫多:“之前在系外行星上發現過重金屬,而且我們也知道它在逃離大氣層。然而,大多數的預測模型並未包含這類重金屬,而且在如此高的海拔髮現它們著實令人吃驚。”

森和他的同事通過哈勃太空望遠鏡的圖像攝譜儀獲取這些觀測數據。研究者使用了一種廣為人知的技術:中天法。他們從地球的視角監測到當系外行星從主恆星面前經過時發出的能夠探測到的鎂和鐵的近紫外頻譜。鑑於WASP-121b的極端環境,科學家們也盡力觀測這種重金屬氣體洩漏的現象是否有可能真正發生。

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森在哈勃新聞稿中寫道:“我們認為觀測到重元素洩漏是有可能的。如此高溫有利的條件是尋找重金屬存在的絕佳方式。我們主要在尋找鎂元素,而在其他的系外行星的大氣層中已經發現了鐵元素的跡象。”他增加道:“重金屬能夠逃離一部分由於這顆行星腫脹龐大,造成了它的引力作用變得微弱。這是一顆急於‘脫去’大氣層的行星。”

在他們的研究中,森和他的同事必須確保主恆星不會混淆他們的結果。

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他告訴蓋斯莫多,幸運的是,他們已經從美國航天測試局獲取了行星活躍度範圍的數據,而這些數據能夠幫助我們排除將行星活動作為有效信息的研究方法。

至於WASP-121b的命運,森說它註定滅亡。最終,這顆熾熱的木星會被主恆星撕成碎片,化作塵埃。

森說:“據目前估計的年限為大約未來一千萬年,在天文學領域中並不是很久。在下一個十年,天文學家希望能夠有效探測到這顆行星的軌道緩慢衰變,而在某個時刻我們將會對它的真正命運有更清醒的認識。”

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WASP-121b是一顆環繞恆星WASP-121的太陽系外行星。WASP-121b是首顆在其大氣層內發現平流層(大氣層中溫度隨高度上升的氣層)的系外行星。WASP-121b在天球上位於船尾座 ,距離地球約880光年。

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

FY: nothing at all

作者: George Dvorsky

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