一顆炙熱的系外行星可能吞噬了一個較小的鄰居
紐約大學阿布扎比分校天體、粒子和行星物理中心的研究科學家穆罕默德-阿里-迪布(Mohamad Ali-Dib)與蒙特利爾大學領導的一個國際研究小組最近在《自然》(Nature)雜誌上公佈了對極熱巨型系外行星WASP-76 b的詳細研究結果。
借助雙子座-北方望遠鏡上的MAROON-X 儀器,研究小組能夠識別並測量該行星大氣中11 種化學元素的豐度,其中包括岩石形成元素,而太陽系中木星或土星等巨行星的豐度甚至還不為人所知。化學豐度是行星形成和演化歷史的有力追踪者。它們反映了最初形成行星的構件,以及後來”吸積”(吞食)的任何主要污染物。這些豐度的異常導致研究小組假設,WASP-76 b 可能吸積了一顆較小的類水星。
負責數據建模的阿里-迪布說:”這是第一次測量水星的豐度,也是第一項高精度測量巨行星中鎳、鎂和鉻等化學元素豐度的研究。這些元素的豐度值與預期值的偏差使我們推測,WASP-76 b 可能吞食了另一顆小得多的行星,這顆行星的化學成分與水星相同。”
WASP-76 b圍繞雙魚座634光年外的一顆大質量母星運行。這顆行星的極端溫度遠遠超過2000°C,因為它距離恆星非常近,大約是水星距離太陽的12 倍。
在這樣的溫度下,許多通常會在地球上形成岩石的元素(如鎂和鐵)都會氣化,並以氣態形式存在於高層大氣中。對這顆奇特的行星進行研究,可以讓我們對巨行星中岩石形成元素的存在和豐度有前所未有的了解,因為在木星等較冷的巨行星中,這些元素在大氣層中的位置較低,無法探測到。
發現小組還注意到,即使對於非常熱的行星,觀測到的巨行星上層大氣的成分對溫度也極為敏感。根據元素的凝結溫度,它將以氣體形式存在於大氣層的上部,或者凝結成液態,沉入更深層。當呈氣態時,它在吸收光線方面起著重要作用,天文學家可以在觀測中看到它。當凝結成液態時,天文學家就無法探測到它,也就完全無法觀測到它。這就解釋了為什麼某些元素如鈦和鋁沒有被探測到。