行星環境遠比你想象的更極端 超高溫系外行星上會下“鐵雨”

科技日報北京3月12日電 (記者 張夢然) 英國《自然》雜志11日發表的一項天文學研究稱，科學家在超高溫系外行星的大氣中，發現了其可能會下“鐵雨”的信號。對鐵譜線和行星晝夜交替的觀測表明，這顆系外行星的背陽面會出現“凝鐵成雨”的極端景象。

一般認為，行星誕生于恒星形成初期的原行星盤，而原行星盤和它們的主星是在同一片氣體星云中誕生的，因此應當具有相似的化學組成。對于系外行星來講，天文學家雖然不能像研究太陽系內的行星那樣著陸和采樣分析成分，但是可以追蹤主星的光在行星大氣中穿過時留下的“指紋”，從而判斷行星中存在的化學元素和化學特征。

超高溫系外巨行星是非常特殊的一類星體，它們接收的太陽輻射可以是地球的好幾千倍，因此可能出現非常極端的環境。不過，這些行星上超過2000開爾文的高溫，也為研究系外行星的極端氣候和化學特征創造了理想環境。

此次，瑞士日內瓦大學天文臺研究人員戴維·埃倫賴希及其同事，在超高溫系外行星WASP-76b晝夜交替時，發現了一條鐵譜線，但在夜晝交替時卻沒有檢測到這條譜線。埃倫賴希和同事首先發現，WASP-76b的大氣化學特征具有不對稱性，接著研究團隊利用高色散光譜和大面積光收集區域近距離觀測了這種特征。

研究人員在行星從向陽面至背陽面過渡時，檢測到這種鐵吸收信號，但在背陽面至向陽面過渡時，卻未發現這個信號，說明鐵在那個位置不吸收光。研究人員認為，鐵必定在該行星的背陽面凝結，且成云的可能性較大，而云在夜間或以液滴的形式落下。

在我們太陽系內，絕大多數鐵元素以固體的形式“封存”在行星的核心，而先前已發現的大多超高溫系外巨行星的環境也不足以令鐵變為“鐵雨”。