天文學家在熾熱的系外行星大氣層中發現稀有金屬

天文學家在熾熱的系外行星大氣層中發現稀有金屬


KELT-9b是由千度極小望遠鏡巡天(Kilodegree Extremely Little Telescope,簡稱 KELT)2016年發現,是目前已知的太陽系外行星之中,表面溫度最高的熱木星,它的晝半球表面溫度高達4,600 K(4,330 °C),高於所有光譜型M型恆星與大部分K型恆星。它的母恆星是距離地球約620光年的A型主序星HD 195689(即是 KELT-9)。在這樣的熱量當然中,所有元素幾乎完全蒸發,分子分解成它們的組成原子,就像在外層恆星中的情況一樣。 這意味著大氣中沒有雲或氣溶膠,天空很清晰,大部分都是透明的。

2018年夏天,來自伯爾尼(Universität Bern)和日內瓦大學的天文學家聯合小組在其大氣層中發現了氣態鐵和鈦的特徵。 現在,這些研究人員還能夠檢測到汽化的鈉、鎂、鉻以及稀土金屬鈧和釔的痕跡。

構成大氣氣體的原子吸收光譜中非常特定顏色的光,每個原子都有一種獨特的顏色指紋吸收。 這些指紋可以使用安裝在大型望遠鏡上的敏感光譜儀進行測量,天文學家能夠辨別距離許多光年遠的行星大氣的化學成分。

經過仔細分析,研究人員確實發現了這顆系外行星光譜中汽化的鈉、鎂、鉻和稀土金屬鈧和釔的強烈訊號。 以前的三個從未在系外行星的大氣層中被強有力地探測到。 硏究團隊還提出了他們對這些數據的解釋,並且能夠使用這些訊號來估計這些原子吸收的行星大氣的高度。 更重要的是,研究人員還更多地了解了大氣中高強度的全球風模式,這些模式將材料從星球的一個半球吹向另一個半球。

【圖:美國太空總署;文:節譯自物理學機構網頁】

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