大氣層被烤太熱,首發現系外行星「外洩」重金屬

作者 | 發布日期 2019 年 08 月 02 日 17:59 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


2 年前,天文學家第一次發現系外行星具有平流層的證據,並且懷疑這顆名為 WASP-121b 的行星之高溫足以蒸發金屬;現在,天文學家證實 WASP-121b 的重金屬果然史無前例地以氣體形式逸散到外太空,而行星本身也被母恆星的強烈引力拉成足球狀。

溫度隨著高度增加而上升的平流層(Stratosphere),是太陽系內行星獨特特徵,金星、火星沒有這層大氣層,土星、木星大氣層和地球一樣也有氣溫逐漸上升的平流層,但形成原因與地球有異:地球平流層溫度上升與大量臭氧吸收紫外線有關,但其他星球缺乏氧,所以平流層溫度上升是其他物質所致,比如甲烷。

過去天文學家不確定系外行星是否也具有平流層,直到 2017 年時,哈伯太空望遠鏡首度從距離地球 900 光年的熱木星「WASP-121b」,找到系外行星大氣層也具有平流層的證據。

同時,當時望遠鏡發現這顆行星由於太過靠近母恆星,公轉週期僅 1.27 天,導致它的高層大氣溫度比其他測量過的熱木星都還高出 10 倍,達到 2500℃,天文學家認為如此高溫將導致重金屬以氣態形式逸散。

由於 WASP-121b 被母恆星烘烤得像個膨脹的棉花糖,代表行星引力對外層蓬鬆的大氣控制力較弱,果不其然,哈伯望遠鏡這回清楚瞧見 WASP-121b 的鎂離子和氣態鐵,擺脫行星重力束縛外洩至太空。

論文第一作者、約翰‧霍普金斯大學天文學家 David Sing 表示,一般情況下,熱木星內部還是很冷,足以將重金屬凝結成雲,過去我們也曾在其他熱木星的低層大氣中發現重金屬存在,但我們不知道這些重金屬最終是否逸散。這是第一次,天文學家確定一顆極高溫熱木星如何揮霍它的重金屬。

最終,這種熱木星將失去所有大氣,只留下了緻密核心,稱為冥府行星(Chthonian)。新論文發表在《天文期刊》(The Astronomical Journal)。

(首圖來源:NASA

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