WASP-121b是一顆系外行星，距地球850光年，在不到兩天的時(shí)間內(nèi)繞其恒星運(yùn)行，這一過(guò)程需要一年的時(shí)間才能完成。WASP-121b非?？拷浜阈?比地球離太陽(yáng)的距離近40倍。如此近的距離也是其大約2500至3,000攝氏度的極高溫度的主要原因。這使其成為學(xué)習(xí)更多有關(guān)超高溫世界的理想研究對(duì)象。

由伯爾尼大學(xué)和日內(nèi)瓦大學(xué)國(guó)家行星研究中心能力研究中心的博士后Jens Hoeijmakers領(lǐng)導(dǎo)的研究人員檢查了高分辨率HARPS光譜儀收集的數(shù)據(jù)。他們能夠證明在WASP-121b的大氣層中總共存在至少七種氣態(tài)金屬。該結(jié)果最近發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》雜志上。

WASP-121b系外行星大氣中的意外復(fù)雜性

自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，WASP-121b已被廣泛研究。詹斯·霍伊梅克斯(Jens Hoeijmakers)解釋說(shuō)：“早期的研究表明，大氣層中正在發(fā)生很多事情。” 盡管天文學(xué)家已經(jīng)認(rèn)為超熱行星的大氣非常簡(jiǎn)單，因?yàn)樵谶@種熾烈的熱量中不會(huì)形成許多復(fù)雜的化學(xué)化合物，所以這是不可行的。那么WASP-121b是如何具有這種意想不到的復(fù)雜性的呢?

Hoeijmakers說(shuō)：“以前的研究試圖用對(duì)我來(lái)說(shuō)似乎并不合理的理論來(lái)解釋這些復(fù)雜的觀察結(jié)果。” 的研究已經(jīng)懷疑含有所述比較少見分子金屬釩均WASP-121B的復(fù)雜氣氛的主要原因。然而，根據(jù)Hoeijmakers的說(shuō)法，這只有在大氣中缺少一種較常見的金屬鈦時(shí)才有意義。因此，Hoeijmakers及其同事著手尋找另一種解釋。“但是事實(shí)證明他們是對(duì)的，” Hoeijmakers明確地承認(rèn)。“令我驚訝的是，我們實(shí)際上在觀察中發(fā)現(xiàn)了釩的強(qiáng)烈信號(hào)。” 然而，與此同時(shí)，鈦卻不見了。這反過(guò)來(lái)又證實(shí)了Hoeijmakers的假設(shè)。

汽化金屬

但是該團(tuán)隊(duì)做出了其他意外發(fā)現(xiàn)。除了釩以外，他們還在WASP-121b大氣中發(fā)現(xiàn)了六種其他金屬：鐵，鉻，鈣，鈉，鎂和鎳。Hoeijmakers解釋說(shuō)：“由于WASP-121b上普遍存在的高溫，所有金屬都蒸發(fā)了，因此確保了系外行星上的空氣包括蒸發(fā)的金屬。”

系外行星研究的新紀(jì)元

如此詳細(xì)的結(jié)果使研究人員可以得出有關(guān)在此類行星上發(fā)生的化學(xué)過(guò)程的結(jié)論。在不久的將來(lái)，這將是一項(xiàng)至關(guān)重要的技能，屆時(shí)將開發(fā)出更大，更靈敏的望遠(yuǎn)鏡和光譜儀。這些將使天文學(xué)家能夠研究類似于地球的較小，較冷的巖石行星的性質(zhì)。Hoeijmakers說(shuō)：“利用我們今天使用的相同技術(shù)，我們不僅可以檢測(cè)氣態(tài)鐵或釩的特征，還可以專注于生物特征，生命特征，例如水，氧氣和甲烷的特征。”

關(guān)于WASP-121b大氣層的廣泛知識(shí)不僅證實(shí)了系外行星的超熱特征，而且強(qiáng)調(diào)了這一研究領(lǐng)域正在進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代的事實(shí)，正如Hoeijmakers所說(shuō)：“經(jīng)過(guò)多年的分類，研究人員解釋說(shuō)，“現(xiàn)在，我們不再只是在進(jìn)行測(cè)量了，但我們實(shí)際上已經(jīng)開始了解儀器的數(shù)據(jù)向我們展示了什么。行星是如何相似且彼此不同的。也許以同樣的方式，查爾斯·達(dá)爾文(Charles Darwin)在描述了無(wú)數(shù)動(dòng)物之后便開始發(fā)展進(jìn)化論，我們開始更多地了解這些系外行星是如何形成的以及它們?nèi)绾喂ぷ鳌?rdquo;