去年，科學家們找到了一顆迄今為止“最熱”的行星，表面溫度高達4000攝氏度，雖然比不上太陽，但也超過了大多數(shù)恒星。物質會以怎樣神奇的形式存在在這個環(huán)境里呢?北京時間8月16日凌晨，一個瑞士團隊在世界頂級學術期刊《自然》發(fā)表論文宣布，他們在最熱行星的大氣層中找到了鐵蒸氣和鈦蒸氣。
這顆行星位于天鵝座，距離地球大約650光年，由美國亞利桑那州的北KELT望遠鏡找到，被命名為KELT-9b。其圍繞的恒星KELT-9溫度超過10000攝氏度，幾乎是太陽的兩倍，而KELT-9b與它的距離僅為地日距離的三十分之一。這導致KELT-9b的表面溫度高達4000攝氏度，比大多數(shù)恒星還要熱。
“最熱行星”引起了科學家的興趣，它的大氣層會由什么構成?在如此極端的條件下，它經歷了怎樣的演化過程?
瑞士伯爾尼大學的研究人員最近完成了一項理論分析，極端溫度和輻射條件模擬顯示，該星球上大多數(shù)分子都無法存在，只能以原子的形式存在。這是因為，在這樣的高溫下，粒子之間會出現(xiàn)碰撞，打斷組成分子的化學鍵。該團隊也在理論上預測了人類現(xiàn)有的望遠鏡條件，能夠觀察到KELT-9b大氣層中的氣態(tài)金屬原子。
2017年7月31日至8月1日這一夜，來自瑞士日內大學天文學系的科學家們則利用位于西班牙拉帕爾馬的伽利略國家望遠鏡對KELT-9b的凌日現(xiàn)象進行了觀測。所謂凌日，指的是行星在望遠鏡視野中掠經恒星表面時，引起恒星亮度下降的現(xiàn)象。KELT-9b距離恒星很近，每36小時就會公轉一次。在凌日過程中，恒星的一小部分光線被行星大氣層篩過，科學家們就能用光譜儀分析行星大氣層的組成。正如三棱鏡將陽光分散成七色光，光譜儀會將恒星透過行星大氣層的光分解成一個光譜。行星大氣層中的物質，由此在光譜中留下特有的“指紋”。
鐵是宇宙中最為豐富的過渡金屬元素之一，然而，此前系外行星上的鐵元素大多混在氣態(tài)氧化物或微塵顆粒之中，難以直接探測到。這一次，實驗科學家們按照理論科學家的預測結果“按圖索驥”，果然在KELT-9b大氣層中找到了中性的鐵原子和單離子鐵。
主導此次研究的Jens Hoeijmakers表示，深入挖掘數(shù)據(jù)之后，他們還發(fā)現(xiàn)了另一種金屬的蒸氣在光譜中留下指紋：鈦。
KELT-9b代表了一類被稱作“超熱木星”的新穎行星。在同等環(huán)境下，絕大多數(shù)行星會蒸發(fā)殆盡，KELT-9b是少數(shù)得以幸存的案例之一。這次，人類窺見了這類行星大氣層的一隅，確認高溫會分解其中的絕大多數(shù)分子。在未來，它還將繼續(xù)扮演一座獨特的“實驗室”，讓科學家們研究高溫高輻射下的行星演化。
