121b重金属星球带来热量
现在已经发现了4200多颗系外行星——围绕其他恒星运行的外星世界——我们一定会看到一些极端的情况。
但是有极端,也有极端。
WASP-121b是后者。
WASP-121是一颗距离太阳约880光年的恒星。
这就是我们所说的F6星,意味着它比太阳更大,更热,更亮;大约亮四倍。
2015年,广角行星搜索(WASP)发现了一颗围绕恒星运行的行星,WASP是一系列带有长焦镜头的相机,覆盖了一大片天空,寻找凌日:当一颗围绕其恒星运行的行星直接经过其前方时,恒星的光线会变暗一点。
WASP-121b,这个星球的名字,实在是太可怕了。
它的质量比木星大一点(1.2倍),但要大得多,是木星直径的1.9倍。
那是因为它膨胀了。
而恰恰是为什么要张狂呢?
因为很热。
它围绕恒星的轨道距离不到400万公里,而地球围绕太阳的轨道距离为1.5亿公里。
WASP-121b距离太近了,只用了1.27天,也就是30.5小时,就在恒星周围尖叫起来!它的一年只有一个地球日那么长。
它离恒星如此之近,以至于发出咝咝声;平均温度约为2100摄氏度(3800华氏度)。
这是平均值。
一天中最热的地方在3000摄氏度(5400华氏度)以上烹饪。
那比一些星星还热!
在那个温度下,化学...有趣。
大多数分子因受热而爆炸,所以地球上没有水,也没有氧气。
大气以氢为主,甚至那是原子氢;像我们在类似地球的温度下看到的分子氢(H2)不可能存在。
更奇怪的是,自由电子(从钠和钾等其他原子中释放出来)与氢原子结合形成氢原子,这种物质我们在地球上并不常见。
这个原子真的很擅长吸收光,所以它能有效地加热,这也是大气如此膨胀的另一个原因。
像这样的行星被称为超热木星,预计它们的大气行为由氢离子主导。
然而,对WASP-121b的观察表明,它的空气中含有其他化学物质,因此一组天文学家通过获得极高分辨率的大气光谱进行了跟踪。
他们发现的东西很酷(或者很热?):镁、钠、钙、铬、铁、镍和钒——天文学家称之为金属。
最后一个有点搞笑。
钒不是一种非常常见的元素,但当加热到合适的温度时,它会非常好地吸收光,从而很容易在光谱中发现。
当我研究了一段时间棕矮星——比行星大但比恒星小的物体,通常我们发现的那些相当热——我惊讶地得知钒和钛一样,通常在它们的大气层中看到。
事实上,它们往往一起出现,但在WASP-121b中只看到钒。
这本身就很奇怪。
但是钛即使在高温下也能形成分子,而在WASP-121b的温度下,这些分子实际上会从大气中凝结出来...真的下雨了!钒在这些温度下是一种气体,所以它仍然存在于高层大气中。
这里要得出的结论是,行星大气并不像我们想象的那么简单,即使条件(比如被它们的恒星吹灭)应该如此。
我知道这听起来很奇怪,但在某种程度上这才是重点。
像WASP-121b这样的行星非常常见,它们与地球非常不同。
见鬼,它们和木星不同,它们和我们附近的气态巨行星比和我们有更多的共同点。
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