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这颗系外行星的大气层非常炎热,以至于分子分裂成两半

这个灼热世界的昼侧会撕裂氢分子——只有在到达行星较冷的夜侧后才会重新结合。

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粉身碎骨?地狱般的世界 KELT-9b 的昼侧极其炽热,以至于其大气中的氢分子被撕裂,只有在到达行星较冷的夜侧后才会重新结合。来源:NASA/JPL-Caltech

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再次成为新闻焦点,解答了一些关于超热行星的问题,同时也提出了一些新问题。

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这颗行星 KELT-9b 于 2017 年首次被公布。它的质量约为木星的三倍,每一点五天绕其恒星公转一周,温度高达 7,800 华氏度(4,300 摄氏度)。仅供参考,这比一些恒星还要热。根据新的研究,这颗行星的昼侧也热到足以撕裂氢分子,天文学家最近观测到了这一点。

均匀散热

包括芝加哥大学的 Megan Mansfield 在内的研究人员试图了解热量在这个遥远世界上的分布情况。因此,他们用强大的(且即将退役的)望远镜仔细观察。

像许多近距离行星一样,KELT-9b 被潮汐锁定在其恒星上,这意味着世界的这一侧始终面向其恒星,而另一侧则永久面向太空的寒冷黑暗。这意味着当行星从其恒星前面穿过时,它会向我们展示其夜侧。而在它经过恒星后面之前和之后,我们可以一窥其昼侧。(月球绕地球运行也是如此,近侧始终面向我们,远侧则始终望向太空。)

这种潮汐锁定意味着 KELT-9b 只有一侧被炙烤,就像你忘了翻面的烤肉。正如你可能预料到的那样,在这种行星上,面向恒星的一侧通常比永恒的夜侧热得多。通过测量 KELT-9b 在绕其恒星运行时两侧的温度,天文学家可以创建一个不均匀加热行星的二维热图。

但当 Mansfield 和她的同事观察 KELT-9b 时,他们发现两侧的温度比他们预期的更接近。热侧稍微不那么热,冷侧也不那么冷。此外,科学家们预计行星上最热的点会在正午,此时世界的表面直接面向其主恒星。但 KELT-9b 的热点却位于正午以东约 20 度,稍有滞后。“我们的模型都没有预测到这一点,”Mansfield 说。

在一些行星上,强大的风会分配热量,将热气体带到行星较冷的夜侧。但 KELT-9b 要这样运行,其风速需要达到每小时近 150,000 英里(241,400 公里)——这是不可能的。

分解

相反,天文学家认为附近恒星的热量正在撕裂这个地狱般世界上的氢分子,然后这些分子会漂移到行星的暗面并重新组合。Mansfield 解释说,根据模型,这种分离和重组的作用解释了热量如何更均匀地分布。

至于偏移的热点,天文学家不太确定。可能是因为在这个极度加热的行星上,大气层带电非常严重,磁场正在干扰热流。但磁场在行星大气层中的建模难度极大,因此在天文学家能够完全理解他们所看到的情况之前,还需要做更多工作。

虽然没有行星与 KELT-9b 完全相同,但还有其他超热行星,天文学家怀疑可能发生相同的恒星驱动的大气化学反应。通过仔细观察 KELT-9b 的加热情况,他们希望更好地理解在其他世界可能发现的较温和的情况。

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这项新研究于 1 月 7 日发表在《天体物理学报通讯》上。

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