發現系外行星高温將鐵溶成蒸氣吹到涼爽地區凝結成鐵雨

一隊瑞士日內瓦大學以大偉·艾倫里希（David Ehrenreich）教授為首的研究小組，使用歐洲南方天文台的超大望遠鏡觀測一顆位於雙魚座，距離地球640光年，編號WASP-76b的極端系外行星。研究小組懷疑這顆行星上可能會出現下鐵雨現象。顆極熱的巨大系外行星的白天溫度會攀升至攝氏二千四百度以上，足以使金屬汽化，強風將鐵蒸氣帶到涼爽的夜晚，在那溫度降低到攝氏一千五百度左右。

之所以會發生這種奇怪的現象，是因為WASP-76b這顆行星就像環繞地球軌道上的月球一樣，被潮汐鎖定，它的自轉所需的時間與繞恆星公轉所需的時間一樣長，行星一面永遠向白天，而另外一面涼爽的天氣卻始終停留在永恆的黑暗中。在白天，它從母星那裡接收到的輻射比地球從太陽那裡得到的輻射要多數千倍。高温將分子分裂成原子，將鐵等金屬蒸發到大氣中。白天和夜晚之間的極端溫差導致強勁的風將鐵蒸氣從超熱的白天帶到涼爽的夜晚。

研究顯示，WASP-76b不僅具有不同的晝夜溫度，而且具有獨特的晝夜化學性質。研究小組在智利阿塔卡馬沙漠（Atacama Desert）歐洲南方天文台的甚大望遠鏡上使用新的岩石系外行星和穩定光譜觀測光譜儀（Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations，簡稱 ESPRESSO），首次發現了超熱氣體巨大行星上的化學變化。他們在行星上的黃昏邊界處發現了強烈的鐵蒸氣訊號，在早晨邊界處沒有看到鐵蒸氣，原因是這顆系外行星夜間地區會下鐵雨。

【圖、文：節譯自歐洲南方天文台2020年3月11日新聞公佈】研究全文刊登在2020年3月11日出版的《自然》期刊