WASP-76b 下 鐵雨 一顆2400度的奇異行星 +彩虹光環
peter:
https://news.sina.com.tw/article/20200311/34493684.html
風中有朵「鐵」做的雲：歐洲報告一顆2400度的奇異行星
一半灼熱，萬物蒸騰；一半永夜，鐵落如雨。歐洲南方天文台（ESO）的科學家在一顆雙魚座行星上發現了這幅宛如科幻小說的奇景。
日期:3月12日凌晨發表在《自然》（Nature）雜誌上的一篇相關論文描述，這顆名為WASP-76b的奇異行星距離地球約390光年，分為晝夜兩半，一半永遠朝著它的恆星，一半永遠背對。
這樣的「潮汐鎖定」現象在宇宙中非常普遍，我們唯一的衛星——月球即是如此。處於地球上的人類只能看到月亮的同一面。造成該現象的原因是：星球自轉一周的時間和圍繞另一個天體公轉一周的時間正好吻合。
正因如此，WASP-76b的晝夜兩半溫差很大，夜半球平均溫度有1500攝氏度，晝半球則達到了驚人的2400攝氏度。這是什麼概念？太陽的表面溫度約為5500攝氏度，WASP-76b作為一顆並不會自己燃燒發熱的行星，溫度逼近太陽表面的一半。
科學家們計算出，它的晝半球從恆星那裡接受到的輻射比地球從太陽接受的輻射高出幾千倍。
在地球上的常規條件下，鐵的熔點為1535度，沸點2750度。那麼，很多金屬在WASP-76b上無法作為固體存在。甚至，分子都會被打碎成原子。
不過，這並非人類找到的最熱行星，2017年，歐洲研究團隊曾報告在距離地球650光年的天鵝座發現一顆KELT-9b，溫度可能高達4000攝氏度。
高溫疊加「潮汐鎖定」造成的「鐵雨」，才是WASP-76b最大的亮點。
利用智利阿塔卡馬沙漠里的甚大望遠鏡（VLT），瑞士日內瓦大學教授大衛•艾倫萊西（David Ehrenreich）領導的國際聯合研究團隊在晝半球找到了鐵吸收光譜線。
所謂吸收光譜線，即氣態原子會吸收特定波長的光，使得原子的外層電子從基態躍遷到激發態。正如三稜鏡將陽光分散成七色光，光譜儀會將恆星透過行星大氣層的光分解成一個光譜。從光譜中查看被吸收后的特徵，就可以測定到底是哪種原子留下的「指紋」。
晝半球存在明顯的鐵吸收光譜線，意味著大氣中蘊含豐富的鐵蒸氣。在入夜分割線上也存在這樣的印記，奇怪的是，靠近入晝分割線的夜半球上卻沒有。
這意味著，鐵蒸氣在夜半球消失了。合理的解釋是，巨大的溫差造成了強勁的大風，伴隨行星自轉裹挾著晝半球的鐵蒸氣吹到溫度更低的夜半球，遇冷凝固成小液滴，宛如朵朵「鐵雲」 ，最終零落成雨。
此外，被晝半球高溫拆成原子的分子，也可能在夜半球上重新拼湊起來。
此次研究使用的主力是甚大望遠鏡上一個名為ESPRESSO的光譜分析儀器。它原本設定用於在類日恆星周圍尋找類地行星，即通過分析恆星的亮度下降，來推測是否有行星掠過遮擋。沒想到，由於解析度很高，有些屈才，研究人員便把它的用途大大升級，分析系外行星上的大氣環境細節。
https://www.cnbeta.com/articles/science/954345.htm
这款系外行星就是WASP-76b。这个噩梦般的星球承载着极端的大气条件，就像在科幻大片出现或科学研究论文描述的那样。
这颗系外行星由安装在欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)上的ESPRESSO望远镜在2018年9月首次进行科考期间观测到的。ESPRESSO是一种功能强大的摄谱仪，它能够分解从遥远宇宙天体捕捉到的光线。科学家可以利用这些数据展开分析从而找出一个遥远世界的一些关键特征。
“极端”是形容WAP-76b的最佳词汇。它被潮汐锁在它的恒星上，这意味着它绕轴旋转所花费的时间跟它完成一个年度周期所花费的时间大致相同。正因为如此，这颗行星表面的一面只呈现给它的母星，这一面沐浴在持续的日光中，而另外一面则被常年的黑夜笼罩着。
据了解，WASP-76b的日面温度估计超过了2400°C--温度高到足以让分子热分解成原子并被带到大气层的高处、热得足以使金属汽化。与此同时，这颗星球的夜面温度为相对可控的1500°C。这种极端的温差可以产生一种强大的风从而能将大气元素从白天转移到夜晚，反之亦然。
研究人员通过对EXPRESSO收集到的外星世界的光信号的检测确定了大气中中性铁的化学指纹。这种铁蒸汽在行星的白面和黄昏的明暗分界线被探测到，而不是在白面和黎明的交界处。
这表明，铁蒸汽通过强大的大气风从系外行星的超热日面转移到夜面。在这个较冷的环境中，蒸汽凝结成铁雨降落到表面，因此在黎明的明暗分界线就找不到铁蒸汽的身影。
根据论文作者的说法，他们的研究代表了首次在一个超热气体巨行星的白天和黑夜之间发现了截然不同的化学物质。
相关研究报告已发表在《自然》上并且现在已经在网上公开。
peter:
https://technews.tw/2020/03/12/wasp-76b-exoplanet-iron-vapour-espresso-vlt/
最近科學家發現距離我們 640 光年遠的 Wasp-76b 系外行星，其向陽面溫度高到足以蒸發金屬鐵，而當鐵蒸氣被風吹到背陽面時又會重新凝結，以鐵雨形式降回地表。系外行星 Wasp-76b 距地球 640 光年遠，於 2013 年被發現，公轉週期僅 1.8 天，與月球一樣都經歷潮汐鎖定，這代表該星球永遠以同一側面對母恆星 Wasp-76（向陽面），另一側則為永夜（背陽面）；Wasp-76b 質量則跟木星差不多，但寬度幾乎是木星的 2 倍，原因可能是從母恆星那接收到的大量輻射膨脹了行星大氣層，據計算，Wasp-76b 向陽面溫度高達 2,400℃，從母恆星接收到的輻射量比地球接收到的太陽輻射量還要高數千倍，
而 Wasp-76b 行星兩側溫差也極大，向陽面熱到分子解離成原子，包括鐵等金屬被蒸發到大氣中，而背陽面溫度僅約 1,500℃，這種極端溫差會形成強度驚人的風（時速超過 16,000 公里），將鐵蒸氣從永晝面吹向永夜面。
peter:
https://news.sina.com.tw/article/20200413/34836704.html
通過了解系外行星大氣觀測方法，我們或許可以端倪WASP-76b大氣中鐵元素的來源，這或許與其形成演化有關。
天文學家通常利用直接成像法和凌星法來研究系外行星大氣。
直接成像法[7]在可見光波段和紅外波段的觀測，可直接獲得行星大氣中各類分子譜線特徵，如H2O、O2、O3、CH4、CO2等甄別生命信息的重要成分，即為所謂的「化學指紋」。通過凌星法[7]探測並比較恆星在被行星遮掩前後的光譜變化，即可獲得行星大氣的化學成分。
比如當行星環繞恆星運行時，觀測者可以記錄行星與恆星共同亮度關於軌道相位的變化曲線
peter:
https://technews.tw/2021/10/06/wasp-76b-exoplanet-hot-jupiter-iron/ 發現離子鈣特徵，溫度可能比估計還高去年，科學家發現系外行星 Wasp-76b 熱到鐵水從天而降、呈現有如地獄般的場景。現在新研究進一步指出，這顆距離我們 640 光年遠的行星可能比過去估計還要炙熱。
Wasp-76b 是一顆和太陽系行星差異甚大的系外行星，最早於 2013 年被發現，公轉週期僅 1.8 天，與月球一樣都經歷潮汐鎖定，即該星球永遠以同一側面對母恆星 Wasp-76（向陽面），另一側則為永夜（背陽面），就像月球也被地球潮汐鎖定、永遠以同一側面對我們。
Wasp-76b 屬於超級熱木星，據估計質量約木星 85%，但寬度達木星 1.85 倍，原因可能是從母恆星那接收到大量輻射，導致行星大氣像棉花糖一樣膨脹。
過去計算表明 Wasp-76b 向陽面溫度高達 2,400℃，且從母恆星接收到的輻射量比地球接收到的太陽輻射量還要高數千倍；背陽面溫度則約 1,300℃，行星上的強風將向陽面被蒸發的鐵從吹到背陽面、凝結後下起鐵水雨。
但康乃爾大學團隊的新研究顯示，WASP-76b 可能比之前研究結論更為極端。利用北雙子望遠鏡觀察這顆行星後，研究人員在其高層大氣發現離子鈣特徵，代表行星具有非常強大的高層大氣風，或者行星的大氣溫度比我們想像中還要高很多。
不過新研究並未推測 WASP-76 b 的溫度可能比預想中高出多少，只是進一步強化銀河系是個極其多樣化的家園，充滿各式各樣奇異行星。團隊將在 ExoGemS 計畫中繼續調查 30 顆以上系外行星，以全面了解這些天體的質量與溫度。
peter:
https://www.cnbeta.com/articles/science/1326943.htm
与欧洲南方天文台的甚大望远镜团队合作的天文学家们宣布了一个令人困惑的发现：他们在两颗奇特的系外行星周围探测到意想不到的元素。这些世界不仅表现出奇怪的科幻特征--一个可能拥有“金属云”，液态宝石从那里降落；另一个似乎下的是“铁雨”--而且它们的大气中还有钡。
科学家们认为，这种接近性是使这些世界具有古怪特征的原因，比如WASP-76 b被认为经历了“铁雨”，这是我们在地球上用来制造重型机械的一种元素。其次，这也是使它们成为大气观测的伟大目标的原因。
研究报告的共同作者、波尔图大学的天文学家Oliver Demangeon在一份声明中说：“作为气态和高温，它们的大气层非常宽广，因此比那些较小或较冷的行星更容易观察和研究。”
研究小组使用了欧洲航天局VLT上的一个名为Espresso的仪器，它分析了通过系外行星大气层的星光。根据星光的特性，基本上可以逆向计算出它在到达分析器之前必须经过什么样的大气层，因此可以解码该大气层中存在哪些元素。从Espresso的结果中，研究人员确认了预期的大气元素的存在，如氢、镁、钠和锂。
钡是新增加的元素 -- 而且特别有趣的是，据科学家们说，大气中的钡不仅仅位于这些行星的屏蔽层中。它特别出现在这些屏蔽层的上层。如果有的话，这种重元素存在于低层，可能被其自身的重量拉下来，那就更容易理解了。例如，2019年关于哈勃太空望远镜最初识别WASP-121 b的一项研究，甚至注意到该行星如何在其低层大气中容纳了一堆重金属。
“令人费解和反直觉的部分是：为什么在这些行星的大气层上层会有如此重的元素？” Azevedo Silva说。
答案是什么？我们根本还不知道。或者正如 Demangeon所说，“目前，我们还不确定机制是什么
導覽
[0] 文章列表
[#] 下一頁