科學家在兩顆奇特的系外行星周圍探測到意想不到的元素

據CNET報道，周四，與歐洲南方天文台的甚大望遠鏡團隊合作的天文學家們宣布了一個令人困惑的發現：他們在兩顆奇特的系外行星周圍探測到意想不到的元素。這些世界不僅表現出奇怪的科幻特徵–一個可能擁有“金屬雲”，液態寶石從那裡降落；另一個似乎下的是“鐵雨”–而且它們的大氣中還有鋇。

在系外行星中探測到鋇可能是天文學的一個突破性發現，因為根據該團隊發表在《天文學與天體物理學》雜誌上的新研究，它標誌着有史以來在系外行星大氣中檢測到的最重元素。

葡萄牙波爾圖大學的天文學家、該研究的主要作者Tomás Azevedo Silva在一份聲明中說：“這在某種程度上是一個‘意外的’發現。我們並沒有期待或尋找特別的鋇，而且必須交叉檢查這是否真的來自該行星，因為它以前從未在任何系外行星中出現過。”

即使在地球上，鋇原子也被稱為是相當厚重的。它們通常與其他元素結合在一起，以製造諸如油井鑽井液、玻璃製造工具和油漆等東西。事實上，”鋇”這個名字來自希臘語barys，意思是重。

因此，在一顆系外行星的大氣層中確定這樣一種介質是非常吸引人的，通常像氧氣、碳和氫這樣的較輕元素傾向於在那裡被發現。

令人費解的超熱木星

非凡的球體，WASP-76b和WASP-121b，都被歸類為超熱木星。雖然它們的大小與木星相當，是一個比地球寬11倍的龐然大物，但是它們的表面溫度高於1000攝氏度。這是因為它們非常（非常）接近它們的主星。但是這種接近是它們的奇怪特徵的關鍵。

首先，科學家們認為，這種接近性是使這些世界具有古怪特徵的原因，比如WASP-76 b被認為經歷了“鐵雨”，這是我們在地球上用來製造重型機械的一種元素。其次，這也是使它們成為大氣觀測的偉大目標的原因。

研究報告的共同作者、波爾圖大學的天文學家Oliver Demangeon在一份聲明中說：“作為氣態和高溫，它們的大氣層非常寬廣，因此比那些較小或較冷的行星更容易觀察和研究。”

研究小組使用了歐洲航天局VLT上的一個名為Espresso的儀器，它分析了通過系外行星大氣層的星光。根據星光的特性，基本上可以逆向計算出它在到達分析器之前必須經過什麼樣的大氣層，因此可以解碼該大氣層中存在哪些元素。從Espresso的結果中，研究人員確認了預期的大氣元素的存在，如氫、鎂、鈉和鋰。

鋇是新增加的元素 — 而且特別有趣的是，據科學家們說，大氣中的鋇不僅僅位於這些行星的屏蔽層中。它特別出現在這些屏蔽層的上層。如果有的話，這種重元素存在於低層，可能被其自身的重量拉下來，那就更容易理解了。例如，2019年關於哈勃太空望遠鏡最初識別WASP-121 b的一項研究，甚至注意到該行星如何在其低層大氣中容納了一堆重金屬。

“令人費解和反直覺的部分是：為什麼在這些行星的大氣層上層會有如此重的元素？” Azevedo Silva說。

答案是什麼？我們根本還不知道。或者正如 Demangeon所說，“目前，我們還不確定機制是什麼”。