天降鐵水的系外行星 WASP-76b,意外發現雲層有美麗光環

作者 | 發布日期 2024 年 04 月 12 日 17:37 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 line share follow us in feedly line share
天降鐵水的系外行星 WASP-76b,意外發現雲層有美麗光環


WASP-76b 是常被研究的系外行星之一,溫度極高且背陽面下著金屬雨,天文學家對它的印象多是惡劣、混亂、地獄。然而最近新觀測數據表明,它可能具有僅在地球、金星觀察過的彩虹狀光學現象。

每探索一次 WASP-76b,天文學家就發現它越奇怪。這顆系外行星距離我們 637 光年,繞著質量比太陽大 50%、溫度比太陽高 500℃ 的恆星運行,由於被恆星潮汐鎖定,行星其中一側永遠面對灼熱陽光,向陽面大氣層被加熱至 2,000℃,溫度高到足以蒸發金屬鐵和鉛。

然而到了永遠照不到光的背陽面,溫度又立刻降低至約 1,500℃,極端溫差形成時速超過 16,000 公里的強風,同時鐵蒸氣凝結形成鐵雲,從天空滴下熔化鐵雨,如此奇景使得 WASP-76b 自 2013 年發現以來,成為天文學家熱愛研究的對象之一。

▲ WASP-76b 背陽面下鐵雨想像圖。(Source:歐洲太空總署

最近,歐洲太空總署 Cheops 衛星、NASA 凌日系外行星巡天衛星(TESS)觀測數據又發現新現象。

當光線穿過雲或霧的水滴,會產生看起來類似彩虹的同心環光學效果(實際上與彩虹截然不同),而Cheops 衛星 3 年 23 次觀測表明,WASP-76b 的明暗邊界(向陽面與背陽面交匯處)光量出現驚人增加幅度,科學家認為這種光度很由強烈、局部、各向異性反射引起的光環效應。

我們從未在太陽系之外見過光環,因為它需符合非常特殊的條件,首先要有接近完美球形(均勻且穩定)的大氣粒子;其次,母恆星需直接照射這顆行星;第三,觀察者還要處於正確方向,才能看見這種奇妙光芒。

在 WASP-76b 發現光環效應,表明大氣中存在由完美球形水滴組成的雲,且這些水滴已持續存在至少 3 年或需不斷補充。而為了讓這種雲一直存在,大氣溫度也需隨時間推移保持穩定,暗示長期以來一直被認為動盪混亂的 WASP-76b,其實相對和平。

未來韋伯太空望遠鏡的 NIRSPEC 儀器投入後續觀測,可以進一步驗證 WASP-76b 令人著迷的「額外光芒」是否為罕見光環效應。

新論文發表在《天文與天體物理學報》(Astronomy & Astrophysics)。

(首圖來源:歐洲太空總署

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