在系外行星的空氣中尋找汽化金屬

WASP-121b是一顆系外行星，距地球850光年，在不到兩天的時間內繞其恒星運行，這一過程需要一年的時間才能完成。WASP-121b非常靠近其恒星-比地球離太陽的距離近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。這使其成為學習更多有關超高溫世界的理想研究對象。

由伯爾尼大學和日內瓦大學國家行星研究中心能力研究中心的博士后Jens Hoeijmakers領導的研究人員檢查了高分辨率HARPS光譜儀收集的數據。他們能夠證明在WASP-121b的大氣層中總共存在至少七種氣態金屬。該結果最近發表在《天文學與天體物理學》雜志上。

WASP-121b系外行星大氣中的意外復雜性

自發現以來，WASP-121b已被廣泛研究。詹斯·霍伊梅克斯(Jens Hoeijmakers)解釋說：“早期的研究表明，大氣層中正在發生很多事情。” 盡管天文學家已經認為超熱行星的大氣非常簡單，因為在這種熾烈的熱量中不會形成許多復雜的化學化合物，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雜性的呢?

Hoeijmakers說：“以前的研究試圖用對我來說似乎并不合理的理論來解釋這些復雜的觀察結果。” 的研究已經懷疑含有所述比較少見分子金屬釩均WASP-121B的復雜氣氛的主要原因。然而，根據Hoeijmakers的說法，這只有在大氣中缺少一種較常見的金屬鈦時才有意義。因此，Hoeijmakers及其同事著手尋找另一種解釋。“但是事實證明他們是對的，” Hoeijmakers明確地承認。“令我驚訝的是，我們實際上在觀察中發現了釩的強烈信號。” 然而，與此同時，鈦卻不見了。這反過來又證實了Hoeijmakers的假設。

汽化金屬

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

系外行星研究的新紀元

如此詳細的結果使研究人員可以得出有關在此類行星上發生的化學過程的結論。在不久的將來，這將是一項至關重要的技能，屆時將開發出更大，更靈敏的望遠鏡和光譜儀。這些將使天文學家能夠研究類似于地球的較小，較冷的巖石行星的性質。Hoeijmakers說：“利用我們今天使用的相同技術，我們不僅可以檢測氣態鐵或釩的特征，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。”

關于WASP-121b大氣層的廣泛知識不僅證實了系外行星的超熱特征，而且強調了這一研究領域正在進入一個新時代的事實，正如Hoeijmakers所說：“經過多年的分類，研究人員解釋說，“現在，我們不再只是在進行測量了，但我們實際上已經開始了解儀器的數據向我們展示了什么。行星是如何相似且彼此不同的。也許以同樣的方式，查爾斯·達爾文(Charles Darwin)在描述了無數動物之后便開始發展進化論，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如何工作。”