天文學家發現了迄今為止在系外行星大氣中發現的已知最重元素–鋇。他們驚訝地發現，在超熱氣態巨行星WASP-76 b和WASP-121 b–兩顆系外行星–的大氣層中高空發現了鋇。據悉，這兩顆行星是圍繞太陽系外恆星運行的行星。
這一意外的發現提出了關於這些異域大氣可能是什麼樣的問題。這一發現是利用歐洲南方天文台的超大型望遠鏡(ESO’s VLT)得到。
來自波爾圖大學和葡萄牙天體物理研究所(IA)的博士生Tomás Azevedo Silva表示：“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？”Silva領導了這項研究，該研究於10月13日發表在《Astronomy & Astrophysics》上。
WASP-76 b和WASP-121 b不是普通的系外行星。這兩顆行星都被稱為超熱木星，因為它們的大小跟木星相當，同時具有極高的表面溫度，可以飆升到1000℃以上。這是由於它們非常接近它們的主星，這也意味着圍繞每顆恆星的軌道只需要一到兩天的時間。這使這些行星具有相當奇特的特徵。比如，天文學家懷疑WASP-76 b上會下鐵雨。
但即便如此，天文學家們還是驚訝地發現，在WASP-76 b和WASP-121 b的高層大氣中發現了比鐵重1.5倍的鋇。“鑒於這些行星的高重力，我們預計像鋇這樣的重元素會迅速落入大氣層的下層，”研究論文共同作者Olivier Demangeon指出。他也是來自波爾圖大學和IA的研究人員。
Azevedo Silva說道：“這在某種程度上是一個‘意外’的發現。我們並沒有特別期待或尋找鋇，並且必須交叉檢查這是否真的來自該行星，因為之前從未在任何系外行星上看到過。”
在這兩顆超熱木星的大氣中檢測到鋇的事實表明，這類行星可能比以前認為的還要奇怪。儘管我們在自己的天空中確實偶爾會看到鋇，就像煙花中絢麗的綠色一樣，但科學家們的問題是什麼自然過程會導致這種重元素在這些系外行星中處於如此高的高度。“目前我們不確定機制是什麼，”Demangeon說道。
在研究系外行星的大氣層時，超高溫的木星是非常有用的。正如Demangeon解釋的那樣–“由於是氣態並呈現高溫，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。”
確定一顆系外行星大氣層的組成需要非常專業的設備。研究小組利用智利歐空局VLT上的ESPRESSO儀器來分析經過WASP-76 b和WASP-121 b大氣層過濾的星光，這使得他們有可能清楚地探測到其中的幾種元素，包括鋇。
這些新結果表明，我們人類只是觸及了系外行星之謎的表面。有了未來的儀器如高分辨率的ArmazoNes高色散埃切萊特光譜儀(ANDES)，它將在ESO即將到來的極大型望遠鏡(ELT)上運行，天文學家將能夠更深入地研究大大小小的系外行星的大氣–包括跟地球相似的岩質行星的大氣–以及收集關於這些陌生世界的性質的更多線索。