在620光年外，天文學家首次直接證明：系外行星大氣中存在鐵！

2020-10-18 博科園

文章來自：博科園官網

由阿姆斯特丹大學天文學家領導的一個國際研究小組，首次直接證明了系外行星大氣中鐵的存在。研究人員在系外行星KELT-9b光譜中發現了未帶電的鐵原子發射線。觀測是複雜的，因為這顆系外行星在其明亮的主星面前黯然失色。系外行星KELT-9b圍繞其恆星KELT-9公轉周期是36小時，這顆恆星和行星位於天鵝座，距離地球大約620光年。

這顆恆星的溫度超過1萬度，幾乎是太陽的兩倍，行星KELT-9b比木星還要大，但它離恆星很近，大約是地球到太陽距離的30分之1。天文學家已經知道行星大氣中一定存在鐵，在幾年前，當行星從恆星前面經過時，天文學家在研究星光時就已經看到了這種跡象。在新的觀測中，天文學家直接觀察了行星光譜光線，觀測過程很複雜，因為這顆行星在其恆星的光線下顯得黯然失色。

此外，由於它離主星很久，在這顆行星上的一年大約只有地球時間的一天半。在這短短的一年中，有半年時間，這顆行星的黑夜面正對著地球，但那面太暗了，看不見。因此，研究人員在行星消失在恆星後面的前8個小時開始觀測，觀察它更熱、更亮的白天面。這項研究的主要作者洛倫佐·皮諾(Lorenzo Pino)(阿姆斯特丹大學)將在主星的耀眼光芒下，尋找系外行星的光線與看燈柱附近的螢火蟲進行了比較：

看到了螢火蟲的影子，對研究人員來說，就是系外行星的影子，現在已經直接看到了系外行星。研究人員在西班牙拉帕爾馬島使用義大利望遠鏡Telescopio Nazionale Galileo進行了觀測。這架望遠鏡以HARPS-N為特色，這是一種可以分割光線並揭示特定原子和分子存在的光譜儀，研究人員使用一種名為互相關的技術提取原子發射線。與一系列圖像進行了比較：恆星趨於靜止的，但行星在運動。

互相關是一種與行星一起移動的濾光片，這才能讓天文學家能夠隔離行星光。根據數據，研究人員現在認為系外行星KELT-9b大氣層中的鐵，加熱了大氣層的上部，使其比下部更溫暖。這個想法是鐵吸收星光，從而加熱大氣。在地球上，類似的過程也發生在大氣中，然而，在這種情況下，加熱頂層的不是鐵，而是臭氧。未來，研究人員希望通過精確測量行星大氣中的鐵含量，進行更深入的觀測研究。

例如，這可以使用洛倫佐·皮諾被分配觀測時間的哈勃太空望遠鏡來實現。最終，天文級學希望揭示像KELT-9b這樣的熱氣態巨型系外行星是如何出現的，以及為什麼在太陽系中沒有類似的例子。

博科園｜研究/來自：荷蘭天文學研究學院

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