这张插图描绘了系外行星 WASP-121b,这是一颗超热木星,它如此靠近其主恒星,以至于其白天的大气层热到足以烧沸铁。(来源:Engine House VFX,阿特布里斯托尔科学中心,埃克塞特大学)在宇宙中,天文学家们正在发现一类奇特的新型系外行星,它们太小不能成为恒星,但又太大不能仅仅被视为行星。它们被称为超热木星。这些异常炎热的巨行星比水星离太阳的距离更近,这导致了潮汐锁定。这意味着行星的同一侧始终面向其恒星。白天温度可能超过 3500 华氏度(1900 摄氏度)。夜晚温度则在 1800 华氏度(1000 摄氏度)左右徘徊。而且超热木星的大气特征也与其他类型的行星不同,比如似乎缺乏大多数分子。尽管这些奇特、炽热的行星性质引人入胜,但科学家们对它们的了解仍然相对较少。然而,一项即将发表在《天文学与天体物理学》杂志上的新研究试图改变这一点。在这项研究中,一个国际研究团队对四颗已知的超热木星的大气层进行了建模,这些行星此前曾利用哈勃和斯皮策太空望远镜进行过观测。基于他们的工作,该团队得出结论,超热木星比天文学家最初认为的更加“两面派”。具体来说,这些系外行星的白天温度如此之高,以至于热量可以将大多数类型的分子分解成基本构件。由于分子被分解,它们即使在我们最先进的观测设备下也无法被探测到。这导致研究人员得出了一个惊人的结论:超热木星的白天大气层比行星更像恒星。尽管这一结果本身就很有趣,但它也解释了为什么天文学家只能在超热木星的昼夜交界处探测到水分子。该团队发现,当氢原子和氧原子迁移到行星较冷的夜晚侧时,它们会重新结合形成水。然而,由于夜晚侧太暗而无法观测,天文学家只能在昼夜交界处的边界探测到这些水分子。这项新研究不仅揭示了一种鲜为人知的系外行星类别,还提供了一个有价值的框架,将有助于天文学家更好地理解支配这些打破常规的行星的物理过程。随着NASA 的行星搜寻任务 TESS 太空望远镜即将开始观测附近的行星,我们了解得越多越好。
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