在系外行星的空气中寻找汽化金属

WASP-121b是一颗系外行星，距地球850光年，在不到两天的时间内绕其恒星运行，这一过程需要一年的时间才能完成。WASP-121b非常靠近其恒星-比地球离太阳的距离近40倍。如此近的距离也是其大约2500至3,000摄氏度的极高温度的主要原因。这使其成为学习更多有关超高温世界的理想研究对象。

由伯尔尼大学和日内瓦大学国家行星研究中心能力研究中心的博士后Jens Hoeijmakers领导的研究人员检查了高分辨率HARPS光谱仪收集的数据。他们能够证明在WASP-121b的大气层中总共存在至少七种气态金属。该结果最近发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

WASP-121b系外行星大气中的意外复杂性

自发现以来，WASP-121b已被广泛研究。詹斯·霍伊梅克斯(Jens Hoeijmakers)解释说：“早期的研究表明，大气层中正在发生很多事情。” 尽管天文学家已经认为超热行星的大气非常简单，因为在这种炽烈的热量中不会形成许多复杂的化学化合物，所以这是不可行的。那么WASP-121b是如何具有这种意想不到的复杂性的呢?

Hoeijmakers说：“以前的研究试图用对我来说似乎并不合理的理论来解释这些复杂的观察结果。” 的研究已经怀疑含有所述比较少见分子金属钒均WASP-121B的复杂气氛的主要原因。然而，根据Hoeijmakers的说法，这只有在大气中缺少一种较常见的金属钛时才有意义。因此，Hoeijmakers及其同事着手寻找另一种解释。“但是事实证明他们是对的，” Hoeijmakers明确地承认。“令我惊讶的是，我们实际上在观察中发现了钒的强烈信号。” 然而，与此同时，钛却不见了。这反过来又证实了Hoeijmakers的假设。

汽化金属

但是该团队做出了其他意外发现。除了钒以外，他们还在WASP-121b大气中发现了六种其他金属：铁，铬，钙，钠，镁和镍。Hoeijmakers解释说：“由于WASP-121b上普遍存在的高温，所有金属都蒸发了，因此确保了系外行星上的空气包括蒸发的金属。”

系外行星研究的新纪元

如此详细的结果使研究人员可以得出有关在此类行星上发生的化学过程的结论。在不久的将来，这将是一项至关重要的技能，届时将开发出更大，更灵敏的望远镜和光谱仪。这些将使天文学家能够研究类似于地球的较小，较冷的岩石行星的性质。Hoeijmakers说：“利用我们今天使用的相同技术，我们不仅可以检测气态铁或钒的特征，还可以专注于生物特征，生命特征，例如水，氧气和甲烷的特征。”

关于WASP-121b大气层的广泛知识不仅证实了系外行星的超热特征，而且强调了这一研究领域正在进入一个新时代的事实，正如Hoeijmakers所说：“经过多年的分类，研究人员解释说，“现在，我们不再只是在进行测量了，但我们实际上已经开始了解仪器的数据向我们展示了什么。行星是如何相似且彼此不同的。也许以同样的方式，查尔斯·达尔文(Charles Darwin)在描述了无数动物之后便开始发展进化论，我们开始更多地了解这些系外行星是如何形成的以及它们如何工作。”