系外行星大氣中首次發現鐵元素

KELT-9b 屬於超高溫類木行星，這類行星是恆星和氣態巨行星之間的過渡天體，天文學家此前曾預測 KELT-9b 的大氣無雲。雖然鐵是豐度最高的過渡金屬元素，但由於耐火性較好，天文學家從未在系外行星大氣中直接探測到鐵。不過，在高溫狀態下，大氣中的鐵和其他過渡金屬元素並不以結合分子或雲粒子的形式存在，而僅以原子的形式存在，天文學家由此預測在KELT-9b的可見光波長范圍內能檢測到鐵元素譜線。

瑞士伯爾尼大學（Universität Bern）華裔天體物理學 Kevin Heng 教授為首的研究團隊借助西班牙加那利群島拉帕爾馬（）島的國家伽利略天文望遠鏡上裝載的北方高精度徑向速度行星搜索器（HARPS-N）光譜儀，於2017年7月31日至8月1日夜間對 KELT-9b 的高分辨透射譜中的金屬元素譜線進行了辨認。

研究人員分析了 KELT-9b 從其母星前面經過時採集的數據，檢測到了中性鐵原子和一次電離鐵（Fe和Fe+）以及一次電離鈦（Ti+）。該研究組還發現，檢測到的Fe+譜線比Fe譜線強度要大，意味著 KELT-9b 大氣溫度約超過開氏四千度。

之前研究顯示，KELT-9b大約有木星大小，由於緊挨著母星——炙熱的A類恆星KELT-9，其面朝恆星的一面溫度極高，因此科學家將KELT-9b的日間溫度設為開氏四千六百度，這比大多數恆星都要熱。科學家曾猜測，KELT-9b大氣層中沒有分子存在，該大氣層是由金屬原子組成的。當然，炙熱母星散發出的極端紫外線輻射也在不斷攻擊和侵蝕著該大氣層。

【圖：互聯網；文：節錄自科學網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《自然》期刋

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