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“凝铁成雨”!观测表明:超高温系外行星上会下“铁雨”

时间:2020-03-13 10:51:57       来源:科技日报

科技日报北京3月12日电 (记者张梦然)英国《自然》杂志11日发表的一项天文学研究称,科学家在超高温系外行星的大气中,发现了其可能会下“铁雨”的信号。对铁谱线和行星昼夜交替的观测表明,这颗系外行星的背阳面会出现“凝铁成雨”的极端景象。

一般认为,行星诞生于恒星形成初期的原行星盘,而原行星盘和它们的主星是在同一片气体星云中诞生的,因此应当具有相似的化学组成。对于系外行星来讲,天文学家虽然不能像研究太阳系内的行星那样着陆和采样分析成分,但是可以追踪主星的光在行星大气中穿过时留下的“指纹”,从而判断行星中存在的化学元素和化学特征。

超高温系外巨行星是非常特殊的一类星体,它们接收的太阳辐射可以是地球的好几千倍,因此可能出现非常极端的环境。不过,这些行星上超过2000开尔文的高温,也为研究系外行星的极端气候和化学特征创造了理想环境。

此次,瑞士日内瓦大学天文台研究人员戴维·埃伦赖希及其同事,在超高温系外行星WASP-76b昼夜交替时,发现了一条铁谱线,但在夜昼交替时却没有检测到这条谱线。埃伦赖希和同事首先发现,WASP-76b的大气化学特征具有不对称性,接着研究团队利用高色散光谱和大面积光收集区域近距离观测了这种特征。

研究人员在行星从向阳面至背阳面过渡时,检测到这种铁吸收信号,但在背阳面至向阳面过渡时,却未发现这个信号,说明铁在那个位置不吸收光。研究人员认为,铁必定在该行星的背阳面凝结,且成云的可能性较大,而云在夜间或以液滴的形式落下。

在我们太阳系内,绝大多数铁元素以固体的形式“封存”在行星的核心,而先前已发现的大多超高温系外巨行星的环境也不足以令铁变为“铁雨”。