KELT-9b是迄今為止已知最熱的系外行星，來自伯爾尼大學(xué)和日內(nèi)瓦大學(xué)的一個聯(lián)合天文學(xué)家小組在其大氣中發(fā)現(xiàn)了鐵和鈦氣體特征。

現(xiàn)在，這些研究人員已經(jīng)能夠檢測到微量的汽化鈉、鎂、鉻以及稀土金屬鈧和釔。系外行星是太陽系外的行星，圍繞太陽以外的恒星運行。自90年代中期發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星以來，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3000多顆系外行星。與我們太陽系的行星相比，這些行星中許多都是極端的：

熾熱氣態(tài)巨行星的軌道極其接近主恒星，有時周期不到幾天。這樣的行星在太陽系中并不存在，它們的存在已經(jīng)推翻了關(guān)于行星如何以及為什么會形成的預(yù)測。在過去的20年里，來自世界各地的天文學(xué)家一直在努力了解這些行星的來源、構(gòu)成以及它們的氣候。KELT-9是天鵝座中一顆距離地球650光年的恒星。它的系外行星kelt - 9b是這些所謂熱木星中最極端的一個，因為它的軌道非常接近它恒星，恒星幾乎是太陽的兩倍熱。因此，大氣溫度達到4000℃左右。

在這樣的高溫下，所有元素幾乎完全蒸發(fā)，分子被分解成組成它們的原子——就像在恒星的外層一樣。這意味著大氣中沒有云或氣溶膠，天空是清澈的，對恒星發(fā)出的光來說，大部分是透明的。構(gòu)成大氣氣體原子吸收光譜中特定顏色的光，而每個原子都有其吸收顏色的獨特“指紋”。這些指紋可以用安裝在大型望遠鏡上的靈敏光譜儀測量，這使得天文學(xué)家能夠辨別出許多光年之外行星大氣層的化學(xué)成分。

系外行星是一個寶庫

伯爾尼大學(xué)空間與宜居性中心(CSH)主任兼教授、國家行星研究中心成員Kevin Heng說：伯爾尼大學(xué)和日內(nèi)瓦大學(xué)一組研究人員合作使用了這項技術(shù)，并做出了一個有趣的發(fā)現(xiàn)：使用位于拉帕爾馬島意大利國家望遠鏡上的HARPS-North攝譜儀，在kelt - 9b的高溫大氣中發(fā)現(xiàn)了鐵和鈦原子。該小組在去年夏天第二次觀測了KELT-9系統(tǒng)，目的是確認他們以前的探測結(jié)果，但也繼續(xù)尋找數(shù)據(jù)中可能存在的其他元素。研究包括73個原子，其中包括一些所謂的稀土金屬，這些物質(zhì)在地球上不太常見，但用于先進的材料和設(shè)備。

第一作者、伯爾尼CSH和日內(nèi)瓦天文臺的博士后延斯?霍伊梅克(Jens Hoeijmakers)表示：我們的團隊預(yù)測，這顆行星的光譜很可能是一個寶庫，在那里可以探測到許多以前從未在任何其他行星的大氣層中觀察到的物種。這項研究現(xiàn)已發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》(Astronomy & Astrophysics)上。經(jīng)過仔細分析，研究人員確實在這顆行星的光譜中發(fā)現(xiàn)了汽化鈉、鎂、鉻以及稀土金屬鈧和釔的強烈信號，后三種物質(zhì)以前從未在系外行星大氣層中被強有力地探測到。

研究小組還對這些數(shù)據(jù)進行了進一步的解釋，并能夠利用這些信號來估計這些原子在行星大氣中的吸收高度。更重要的是，研究人員還對高空大氣中強勁的全球風(fēng)模式有了更多了解，這種風(fēng)把物質(zhì)從一個半球吹到另一個半球。隨著進一步的觀察，未來很有可能在這顆行星的大氣層中使用同樣的技術(shù)發(fā)現(xiàn)更多元素，或許在其他被加熱到類似高溫的行星上也能發(fā)現(xiàn)。很有可能有一天，我們會使用今天正在使用的技術(shù)，在一顆系外行星上發(fā)現(xiàn)所謂的生物特征，即生命跡象。最終，想用我們的研究來探究太陽系的起源和發(fā)展，以及生命的起源。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自: 伯爾尼大學(xué)

參考期刊文獻:《arXiv》,《天文學(xué)和天體物理學(xué)》

Cite: arXiv: 1905.02096

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