炙熱的系外行星上居然落下了鐵雨

一顆名為WASP-76 b的行星可能是我們所知道的最極端的世界。

在這幅藝術(shù)作品中，鐵蒸汽凝結(jié)成鐵滴，落在系外行星WASP-76 b上。

圖自ESO/M. Kornmesser

“最奇異的系外行星”這一頭銜有了新的競爭者。

這一頭銜已經(jīng)在HD 189733 b的頭上停留了一段時間，那是一個鈷藍(lán)色的外星世界，玻璃液滴組成的玻璃雨以高達(dá)5400英里每小時（8790公里每小時）的速度從空中沖刷而過。但一項最新的研究報告稱，鐵雨也許會穿過WASP-76b厚厚的、湍流的空氣。WASP-76 b是位于雙魚座的一顆奇特的“超熱木星”，距離太陽約640光年。

WASP-76 b每1.8個地球日繞其主恒星公轉(zhuǎn)一圈，這一公轉(zhuǎn)軌道如此之近，以至于這一氣態(tài)行星被“潮汐鎖定”了，朝向中央恒星的總是相同的一面。研究人員稱，該行星白天的溫度會上升到4350華氏度（2400攝氏度）以上——溫度足以蒸發(fā)金屬——而夜間的溫度則要“涼爽”得多，但仍然有2730華氏度（1500攝氏度）。

該研究的主要作者、瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)天文學(xué)副教授David Ehrenreich稱：“這可能是我們能在一個星球上找到的最極端氣候?！?/p>

Ehrenreich稱：“我們必須擴展我們對什么是氣候、什么是行星大氣的理解，才能理解這顆行星?！?/p>

WASP-76 b是在2013年被發(fā)現(xiàn)的。這顆系外行星的質(zhì)量與木星差不多，但它是木星的兩倍寬，這可能是因為它從主恒星那里接收到了大量的輻射，以至于它的大氣層大大膨脹。

在新的研究中，研究人員使用了用于巖石系外行星和穩(wěn)定光譜觀測的光柵攝譜儀（ESPRESSO）對WASP-76 b進(jìn)行了研究。它安裝在智利的歐洲南方天文臺中的超大望遠(yuǎn)鏡上。

ESPRESSO在WASP-76 b的昏線檢測到了強烈的鐵蒸汽的特征。但是，在該行星另一側(cè)的晨線邊界并沒有發(fā)現(xiàn)同樣的特征。

“夜里一定發(fā)生了一些使鐵消失的事情，”Ehrenreich說道。

他補充道，最好的解釋是，風(fēng)和WASP-76 b的自轉(zhuǎn)將蒸發(fā)的鐵從白天帶到黑夜。夜晚足夠涼爽，因此鐵蒸汽可以凝結(jié)成云，從而成為雨水傾瀉到空氣中。雨水可能由硫化鐵或氫化鐵等化合物組成。

但“在這種條件下，最可能的情況是鐵凝結(jié)成純鐵的液滴，”Ehrenreich說，“這鐵雨可能最終通過大氣環(huán)流再次回到白天，使循環(huán)永久化?！?/p>

而且，這雨很可能不會以溫和的薄霧形式落下，因為WASP-76 b兩個半球之間巨大的溫差產(chǎn)生了驚人的兇猛風(fēng)力。Ehrenreich舉例稱，行星處于白天區(qū)域空氣中的鐵正以每小時11000英里（18000公里/小時）的速度朝夜晚的區(qū)域刮去。

WASP-76 b的奇特之處還不僅于此。研究人員稱，由于熱負(fù)荷較高，白天的大氣可能比夜晚大氣膨脹的多。因此，高聳的云層可能是由白天到黑夜過渡的標(biāo)志，“而且這個行星上落下的細(xì)雨不是水滴，而是鐵滴，”Ehrenreich說道。

WASP-76 b的瘋狂之處不僅僅是吸引眼球。Ehrenreich稱，有關(guān)這種奇特的系外行星的新消息將有助于科學(xué)家完善和測試氣候和全球環(huán)流模型，從而能更好地了解一般外行星大氣。WASP-76 b也提醒研究人員要保持開放的心態(tài)，因為大自然會展現(xiàn)出令人眼花繚亂的多樣性。

“系外行星就像是充滿驚喜的真正寶庫，”Ehrenreich說，“你探索的越多，發(fā)現(xiàn)的就越多。”

他和他的同事們的目標(biāo)是挖掘更多這樣的驚喜。新的研究結(jié)果已發(fā)表在《自然》雜志上。目前研究人員正在使用ESPRESSO對系外行星大氣進(jìn)行廣泛的調(diào)查，這可以揭示W(wǎng)ASP-76 b是一個獨有的異常值還是一群異常值中的之一。

Ehrenreich在一份聲明中說道：“我們現(xiàn)在有一種追蹤最極端系外行星氣候的全新方式?！?/p>

蝌蚪五線譜編譯自scientificamerican，譯者李彤馨，轉(zhuǎn)載須授權(quán)