IT之家 2 月 19 日消息，天文學(xué)家利用位于智利阿塔卡馬沙漠北部的甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT），首次對(duì)一顆位于太陽(yáng)系外的行星大氣層進(jìn)行了深入和細(xì)致的研究。這顆名為 WASP-121b 的行星，因其極端的氣候條件而備受關(guān)注，該行星溫度極高，甚至?xí)乱簯B(tài)鐵雨，如今又被發(fā)現(xiàn)受到異常強(qiáng)大的颶風(fēng)影響。
據(jù)IT之家了解，WASP-121b 距離地球約 900 光年，是一顆“超熱木星”，質(zhì)量約為木星的 1.2 倍。由于其軌道極為接近宿主恒星，其公轉(zhuǎn)周期僅為 30 個(gè)地球小時(shí)。這種極端的近距離使得該行星處于潮汐鎖定狀態(tài)，即行星的一面永遠(yuǎn)朝向恒星，形成酷熱的白晝面，而另一面則永遠(yuǎn)背向恒星，處于相對(duì)涼爽的黑夜面。
在白晝面，鐵和其他金屬被高溫蒸發(fā)，隨后被強(qiáng)風(fēng)吹向黑夜面，在那里凝結(jié)并以液態(tài)金屬雨的形式落下。通過(guò)對(duì) WASP-121b 大氣層的深入研究，科學(xué)家們創(chuàng)建了該行星大氣的三維地圖，并發(fā)現(xiàn)其大氣層中存在不同類型的風(fēng)，并且觀測(cè)到一股橫跨半個(gè)行星的噴射氣流。
該研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人、法國(guó)蔚藍(lán)海岸天文臺(tái)研究員茱莉亞?維多利亞?賽德爾表示：“這顆行星的大氣行為挑戰(zhàn)了我們對(duì)天氣運(yùn)行機(jī)制的理解，不僅僅是地球上的天氣，而是所有行星的天氣。它就像科幻小說(shuō)中的情節(jié)一樣令人難以置信?！?/p>
研究團(tuán)隊(duì)利用 VLT 的 ESPRESSO 儀器（巖石系外行星和穩(wěn)定光譜觀測(cè)的階梯光譜儀）完成了這一復(fù)雜的大氣層測(cè)繪。ESPRESSO 能夠?qū)⒉煌h(yuǎn)鏡的光線組合起來(lái)，分析的光量是一個(gè)單一儀器的四倍，從而能夠探測(cè)到行星大氣中更微弱的細(xì)節(jié)。
在 WASP-121b 繞恒星運(yùn)行的一次完整過(guò)程中，研究人員通過(guò) ESPRESSO 檢測(cè)到了該行星大氣中多種化學(xué)物質(zhì)的信號(hào)，并且覆蓋了不同的大氣層。團(tuán)隊(duì)成員、太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的研究員萊昂納多?A?多斯桑托斯表示：“VLT 使我們能夠一次性探測(cè)到這顆系外行星大氣的三個(gè)不同層?！?/p>
研究人員通過(guò)追蹤鐵、鈉和氫等元素的運(yùn)動(dòng)，分析了 WASP-121b 大氣層深處、中部和淺層的風(fēng)向。多斯桑托斯指出：“這種觀測(cè)對(duì)于空間望遠(yuǎn)鏡來(lái)說(shuō)極具挑戰(zhàn)性，這也凸顯了對(duì)系外行星進(jìn)行地面觀測(cè)的重要性?！?/p>
此次研究還意外發(fā)現(xiàn)，在噴射氣流下方存在鈦元素。此前對(duì) WASP-121b 的觀測(cè)并未發(fā)現(xiàn)該元素的存在，可能是因?yàn)殁佋仉[藏在該超熱木星大氣層的深處。
瑞典隆德大學(xué)的研究員比比安娜?普里諾斯表示：“能夠在如此遙遠(yuǎn)的距離研究行星的化學(xué)成分和天氣模式等細(xì)節(jié)，這真是令人難以置信?！?/p>
該研究團(tuán)隊(duì)的成果已于 2 月 18 日發(fā)表在《自然》雜志上。
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