在更广阔的宇宙中 ， 有着一些非常奇怪的世界 ， 它们使我们太阳系中的行星看起来几乎平淡无奇 。
【在两个最“硬核”的星球上，高空大气中漂浮着一种沉重的金属】
上图：艺术家对极热木星的描绘 。
例如 ， 超级水星和迷你海王星挑战了行星发展的预期 。 然后是热木星；还有 ， 还有超热木星 ， 它们的世界离它们的主恒星太近了 ， 以至于它们的大气中有厚厚的重元素云 ， 被极端的高温汽化 。
现在 ， 在银河系中观测到的两个最“硬核”的星球上 ， 天文学家发现了迄今为止最重的金属：在系外行星 WASP-76b 和 WASP-121b 的大气中漂浮着“钡”云 —— 元素周期表上的第56号元素 。
之前的研究已经在 WASP-76b 的大气中发现了钙、氧化钛和氧化钒 ， 在 WASP-121b 的大气中发现了钒、铁、铬、钙、钠、镁和镍 。 在一场最酷的雨中 ， 铁块甚至会在暮色的地平线上倾泻而下 。
但是 ， 在高海拔地区 ， 空气中飘荡着一团团的钡元素 ， 将整个绮丽的场景推向了一个新的高度 。
葡萄牙波尔图大学和天体物理与空间科学研究所（IA）的天文学家托马斯·阿泽维多·席尔瓦（Tomás Azevedo Silva）说：“令人困惑和违反直觉的部分是：为什么这些行星的上层大气中会有这么重的元素？我们没有特别期待或寻找钡 ， 必须反复检查它是否真的来自行星 ， 因为 ， 以前从未在任何系外行星上看到过钡 。 ”
弄清楚系外行星大气的化学成分是一个棘手的问题 。 首先 ， 你需要一颗系外行星从我们和它的主恒星之间经过 ， 这一事件被称为凌日 。 然后 ， 它需要足够频繁地通过 ， 以放大信号并收集足够的数据 。 这颗行星还需要一个足够厚的大气层 ， 以允许来自恒星的光在过滤时被其内部的原子和分子吸收并重新发射 。
这种吸收改变了光的波长 ， 改变了我们从恒星上看到的电磁光谱 。 通过比较凌日发出的光和恒星通常发出的光 ， 科学家就可以找出系外行星化学物质的光谱指纹 ， 并追踪到已知产生这些光谱指纹的物质 。
这是一项精细、艰苦的工作 ， 但很有价值 —— 它可以帮助我们更好地了解更广阔星系中系外行星的多样性和演化 。 尤其是超级木星 。 这些神秘的气体巨星离它们的恒星非常近 ， 太近了 ， 不可能在那里形成 ， 因为来自恒星的引力、辐射和强烈的恒星风应该阻止气体聚集在一起 。
弄清楚这些世界是由什么组成的 ， 以及它们的未来是什么样子 ， 可以帮助天文学家拼凑出它们最初是如何存在的 。
WASP-76b 和 WASP-121b 都非常接近它们的恒星 ， 公转周期分别为1.8和1.27个地球日 。 它们的质量都非常大 ， 分别是木星的0.92和1.18倍 。 这使得钡的检测非常特殊 。
波尔图大学的天文学家奥利维尔·德曼根（Olivier Demangeon）说：“考虑到行星的高重力 ， 我们预计像钡这样的重元素会很快落入大气层的低层 。 目前 ， 我们还不确定（它存在的）机制是什么 。 ”
这个令人困惑的问题的答案还需要更多的分析 ， 但该团队在两颗系外行星上的工作 ， 也为我们提供了更多的信息 。 他们在 WASP-121b 的大气中检测到了钴、锶 ， 可能还有钛 ， 并确认了之前检测到的元素的存在 。
此外 ， 他们还能够确认 WASP-121b 的特征 ， 这些特征表明它的大气层正在泄漏 —— 这颗系外行星正在被它的恒星蒸发 。 这进一步证明了热木星的生存时间是有限的 ， 无法在离恒星如此近的地方长期生存 。
其中 ， 一些元素是重度电离的 ， 这将给行星天文学家们带来很多需要仔细研究的东西 。
研究人员在他们的论文中写道：“在超热木星的高海拔大气中存在这些重电离物种 ， 可能是意想不到的大气动力学的证据 。 描述解释这些物种在大气上层存在的机制超出了本文的范围 。 然而 ， 我们希望能通过这一发现可以鼓励进一步的大气建模 。 ”
这项研究发表在《天文学与天体物理学》上 。
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