KELT-9b是迄今為止已知最熱的系外行星，來自伯爾尼大學(xué)和日內(nèi)瓦大學(xué)的一個(gè)聯(lián)合天文學(xué)家小組在其大氣中發(fā)現(xiàn)了鐵和鈦氣體特征?，F(xiàn)在，這些研究人員已經(jīng)能夠檢測(cè)到微量的汽化鈉、鎂、鉻以及稀土金屬鈧和釔。系外行星是太陽系外的行星，圍繞太陽以外的恒星運(yùn)行。自90年代中期發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星以來，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3000多顆系外行星。與我們太陽系的行星相比，這些行星中許多都是極端的：

熾熱氣態(tài)巨行星的軌道極其接近主恒星，有時(shí)周期不到幾天。這樣的行星在太陽系中并不存在，它們的存在已經(jīng)推翻了關(guān)于行星如何以及為什么會(huì)形成的預(yù)測(cè)。在過去的20年里，來自世界各地的天文學(xué)家一直在努力了解這些行星的來源、構(gòu)成以及它們的氣候。KELT-9是天鵝座中一顆距離地球650光年的恒星。它的系外行星kelt - 9b是這些所謂熱木星中最極端的一個(gè)，因?yàn)樗能壍婪浅＝咏阈?，恒星幾乎是太陽的兩倍熱。因此，大氣溫度達(dá)到4000℃左右。

在這樣的高溫下，所有元素幾乎完全蒸發(fā)，分子被分解成組成它們的原子——就像在恒星的外層一樣。這意味著大氣中沒有云或氣溶膠，天空是清澈的，對(duì)恒星發(fā)出的光來說，大部分是透明的。構(gòu)成大氣氣體原子吸收光譜中特定顏色的光，而每個(gè)原子都有其吸收顏色的獨(dú)特“指紋”。這些指紋可以用安裝在大型望遠(yuǎn)鏡上的靈敏光譜儀測(cè)量，這使得天文學(xué)家能夠辨別出許多光年之外行星大氣層的化學(xué)成分。

系外行星是一個(gè)寶庫

伯爾尼大學(xué)空間與宜居性中心(CSH)主任兼教授、國家行星研究中心成員Kevin Heng說：伯爾尼大學(xué)和日內(nèi)瓦大學(xué)一組研究人員合作使用了這項(xiàng)技術(shù)，并做出了一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)：使用位于拉帕爾馬島意大利國家望遠(yuǎn)鏡上的HARPS-North攝譜儀，在kelt - 9b的高溫大氣中發(fā)現(xiàn)了鐵和鈦原子。該小組在去年夏天第二次觀測(cè)了KELT-9系統(tǒng)，目的是確認(rèn)他們以前的探測(cè)結(jié)果，但也繼續(xù)尋找數(shù)據(jù)中可能存在的其他元素。研究包括73個(gè)原子，其中包括一些所謂的稀土金屬，這些物質(zhì)在地球上不太常見，但用于先進(jìn)的材料和設(shè)備。

第一作者、伯爾尼CSH和日內(nèi)瓦天文臺(tái)的博士后延斯·霍伊梅克(Jens Hoeijmakers)表示：我們的團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)，這顆行星的光譜很可能是一個(gè)寶庫，在那里可以探測(cè)到許多以前從未在任何其他行星的大氣層中觀察到的物種。這項(xiàng)研究現(xiàn)已發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》(Astronomy & Astrophysics)上。經(jīng)過仔細(xì)分析，研究人員確實(shí)在這顆行星的光譜中發(fā)現(xiàn)了汽化鈉、鎂、鉻以及稀土金屬鈧和釔的強(qiáng)烈信號(hào)，后三種物質(zhì)以前從未在系外行星大氣層中被強(qiáng)有力地探測(cè)到。

研究小組還對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了進(jìn)一步的解釋，并能夠利用這些信號(hào)來估計(jì)這些原子在行星大氣中的吸收高度。更重要的是，研究人員還對(duì)高空大氣中強(qiáng)勁的全球風(fēng)模式有了更多了解，這種風(fēng)把物質(zhì)從一個(gè)半球吹到另一個(gè)半球。隨著進(jìn)一步的觀察，未來很有可能在這顆行星的大氣層中使用同樣的技術(shù)發(fā)現(xiàn)更多元素，或許在其他被加熱到類似高溫的行星上也能發(fā)現(xiàn)。很有可能有一天，我們會(huì)使用今天正在使用的技術(shù)，在一顆系外行星上發(fā)現(xiàn)所謂的生物特征，即生命跡象。最終，想用我們的研究來探究太陽系的起源和發(fā)展，以及生命的起源。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自: 伯爾尼大學(xué)

參考期刊文獻(xiàn):《arXiv》,《天文學(xué)和天體物理學(xué)》

Cite: arXiv: 1905.02096

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