從熱木星WASP-121b看到的富含金屬的氣體流動(dòng)

WASP-121b比木星大兩倍，質(zhì)量大1.2倍。這顆行星于2016年發(fā)現(xiàn)，距離Puppis星座有881光年遠(yuǎn)。它的氣氛非常炎熱，鐵和鎂等金屬蒸發(fā)并逃離了行星的引力。

熱木星是氣體巨人，軌道周期不到10天。短時(shí)期意味著這些行星非常接近它們的恒星，通常小于0.1 AU，是地球與太陽(yáng)之間距離的十分之一。

通常情況下，它們內(nèi)部仍然很冷，可以將金屬凝結(jié)成云。但WASP-121b的情況并非如此，它的軌道如此危險(xiǎn)地接近它的恒星，它的高層大氣達(dá)到了熾熱的4,600華氏度(2,538攝氏度) - 大約是任何已知行星大氣的10倍。

約翰斯·霍普金斯大學(xué)的David Sing博士及其同事在NASA / ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上使用太空望遠(yuǎn)鏡成像光譜儀(STIS)在紫外線(UV)光中搜索通過WASP-121b瞄準(zhǔn)星光過濾的鎂和鐵的光譜特征。當(dāng)這顆行星在它的主星面前經(jīng)過或過去時(shí)的氣氛。

“熱木星主要由氫氣組成，哈勃對(duì)氫氣非常敏感，因此我們知道這些行星相對(duì)容易失去氣體，”Sing博士說。

“但就WASP-121b而言，氫氣和氦氣正在流出，幾乎像一條河流，并且隨著它們拖著這些金屬。這是一種非常有效的質(zhì)量損失機(jī)制。“

“之前在其他熱木星中已經(jīng)看到過重金屬，但只有在低層大氣中，”他補(bǔ)充道。

“所以你不知道他們是否逃跑了。使用WASP-121b，我們看到鎂離子和鐵氣遠(yuǎn)離地球，它們不會(huì)受到重力束縛。

“主星的紫外線比太陽(yáng)更明亮，更熱，它會(huì)加熱高層大氣并導(dǎo)致其逃逸。此外，逃逸的鎂和鐵氣可能導(dǎo)致溫度飆升，“他說。

“這些金屬會(huì)使大氣中的紫外線更加不透明，這可能有助于高層大氣的加熱。”

炙手可熱的行星離它的恒星非常近，以至于被恒星的引力撕裂了。

這種擁抱距離意味著由于引力潮汐力，行星是足球形的。

“我們選擇這個(gè)星球是因?yàn)樗浅O端，”Sing博士解釋說。

“我們認(rèn)為我們有機(jī)會(huì)看到更重的元素逃逸。它非常熱，非常有利于觀察，它是發(fā)現(xiàn)重金屬存在的最好機(jī)會(huì)。“

“我們主要是尋找鎂，但在其他系外行星的氣氛中有一絲鐵。然而，令人驚訝的是，在遠(yuǎn)離地球的數(shù)據(jù)和如此高的海拔高度中如此清晰地看到它。“

“重金屬逃逸的部分原因是因?yàn)檫@顆行星如此龐大而浮腫，其重力相對(duì)較弱。這是一個(gè)正在積極剝奪其大氣層的行星。“