人类首次发现下“铁雨”的行星!到底是怎么回事?

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人类首次发现下“铁雨”的行星!到底是怎么回事?

见过下雨的星球,但是下“铁雨”的星球你见过吗?

我相信这个神奇的现象实在令人难以置信,但是事实上它真的存在!此时在一个遥远的系外行星上,它被潮汐锁定在它的恒星上,它的背面正在下着黑色的倾盆大雨,这些雨就是“铁”。

这颗行星被称为WASP-76b,距离我们大约390光年,位于双鱼座。它于2013年被发现,是目前已知的唯一一颗围绕WASP-76恒星运行的行星。这是一个巨大的星球,白天的温度可以达到2400摄氏度,这个温度不仅足以融化铁,还足以把分子分裂成原子。

发现

这颗行星是由WASP发现的,即广角搜寻行星仪器。在之前的一项研究中,它被科学家确认为受辐射和膨胀的热木星。热木星是一类类似于木星的系外行星,但它们的轨道非常接近它们的主恒星,而且表面温度非常高。与我们太阳系的行星相比,热木星是一种奇特的行星类型。但是Wasp-76b明显比较特殊,即使是在炎热的木星中,依然是独树一帜。

不过这一发现是由欧洲南方天文台(ESO)甚大望远镜(VLT)上的ESPRESSO仪器完成的。ESPRESSO负责岩石系外行星的阶梯光谱仪和稳定的光谱观测。这是一种高分辨率光谱仪,可以利用VLT上4个8.2米望远镜中的一个发出的光。或者它可以在更强的光线下工作,最多可以使用该设施的四个望远镜。

“铁雨”真相

这颗不寻常的行星被潮汐锁定在它的恒星上。就像我们的月亮一样,它的昼长和它的年长是一样的,它绕着它的恒星公转的时间和它完成一次自转的时间一样长。由于它离它的恒星很近,这就导致了一些奇怪和奇异的情况。因为科学家发现朝向恒星的一面受到大量的日晒。但在另一边是黑暗。这是什么意思?换句话说,在这颗极端的系外行星的夜面,会降下铁雨。

这意味着太阳一侧的高温足以将铁熔化,不是熔化成液体,而是熔化成蒸汽。这也意味着蒸汽化的铁被风从灼热的白天吹到凉爽的夜晚,在那里以雨的形式落下。意大利浓咖啡在傍晚和太阳的一面相遇的地方发现了这种蒸汽。

“然而,令人惊讶的是,在陆地的另一边,我们并没有在早上看到铁蒸汽,”UNIGE的研究人员、ESPRESSO的铅数据分析师克里斯托夫•洛维斯(Christophe Lovis)表示。“所以我们得出结论是,铁在夜间凝结了。换句话说,它在这颗极端的系外行星的夜面降下了铁雨。”

WASP-76b铁雨的发现可以追溯到2018年,从地球的角度来看,这场铁雨虽然令人震惊、不同寻常,但与预测相符。据预测,太阳暴晒程度极高的行星将不受云层影响,并由原子物种主宰。在凉爽得多的夜晚,这些物种预计会重新结合成分子。但这种现象之前从未被检测到。

在这种情况下,ESPRESSO检测到了中性点的铁吸收信号,即尾部的蓝移。因此这个现象可以用行星自转和从炎热的白天吹来的风的组合来解释”。另一方面,“在晨光明暗界线附近没有信号出现,表明铁原子没有吸收那里的星光。”这就引出了唯一真实的结论:“因此,铁在穿越夜面时必然会凝结。”

结论

WASP-76b和其他热木星显示出的热相位曲线表明,它们是暗面云。在WASP-76b和类似的热行星上,这些云可能是由铁液滴构成的,因为液态铁是最稳定的高温含铁凝析液。因此,最终可以在WASP-76b的背面降下大量的铁。

当然,能够得出这个结论,最大的功臣自然是ESPRESSO,它不仅可以帮助我们发现行星,还可以帮助我们进一步描述已知行星的特征。多亏了这项技术,我们现在有了一种全新的方法来追踪最极端的系外行星的气候。

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