距离地球630光年的地方,下起了“铁雨”

作者: 季江徽

来源: 科学大院

发布日期: 2020-04-13

最新的科学发现表明,距离地球630光年的系外行星WASP-76b大气中有铁原子,发现铁原子会在该行星的背阳面大气中冷凝成“铁雨”。这一发现揭示了宇宙中其他地方的铁元素分布可能与太阳系内的不同。

距离地球630光年的地方,下起了“铁雨”。在我们太阳系内,绝大多数铁元素存在于地球或木星等行星的内核,然而最新的科学发现表明,在宇宙的其他地方可不一定是这样,比如:系外巨行星的大气中可能下起“铁雨”。

2019年,由欧洲多国天文学家组成的研究团队利用欧洲南方天文台甚大望远镜(Very Large Telescope,VLT)的ESPRESSO(the Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations)高精度光谱仪观测到,距离地球630光年的系外行星WASP-76b大气中有铁原子,发现铁原子会在该行星的背阳面(nightside,夜面)大气中冷凝成“铁雨”。

WASP-76b是一颗公转周期仅有1.8天的超高温气态巨行星,这颗行星呈现为潮汐锁定状态。在恒星强烈的辐射下,WASP-76b向阳面的大气温度高达2400°C,这颗行星的大气如此炽热(接近太阳表面温度(5500°C)的一半)足以使金属汽化。在这样的极端环境下,这颗行星大气特征和化学过程似乎颇为不寻常。

天文学家先前已观测到超短周期系外行星大气中的金属元素,也发现了行星昼夜面存在明显的温差,但是在WASP-76b上首次观测到了铁原子在晨昏线上的不均匀分布。研究人员推测铁蒸气在背阳面凝结形成“铁雨”,然后从大气落回行星表面,因此没有发现铁蒸气的踪影。从太阳系演化模型来说,我们所熟悉的太阳系行星中所含的重元素(例如铁)均来自太阳星云,目前绝大部分存在于类地行星(例如地球)或巨行星的内核。

但是这颗系外行星的大气中居然也有大量铁元素,令人十分惊讶。通过了解系外行星大气观测方法,我们或许可以端倪WASP-76b大气中铁元素的来源,这或许与其形成演化有关。

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