天文學家利用高分辨率光譜觀測證實了熱木星WASP-31b的大氣中存在氫化鉻。這種分子的含量僅在1200-2000 開爾文之間，有可能成為系外行星的”溫度計”。在高溫木星WASP-31b 的大氣層中檢測到了溫度範圍在1200-2000 開爾文之間的氫化鉻。這一發現為將這種分子用作系外行星的”溫度計”鋪平了道路。

天文學家勞拉-弗拉格（Laura Flagg）說，氫化鉻（CrH）是一種相對稀有且對溫度特別敏感的分子，它可以用作”恆星的溫度計”。這是因為它只在1200-2000 開氏度的狹窄範圍內含量豐富。康奈爾大學藝術與科學學院（A&S）天文學副研究員弗拉格曾利用這種金屬氫化物和其他金屬氫化物來測定冷恆星和褐矮星的溫度。她說，從理論上講，如果系外行星大氣中存在這些特殊的分子，那麼氫化鉻也能對溫度與褐矮星相當的熱木星系外行星起到同樣的作用。以前的低分辨率研究暗示它們確實存在。現在，弗拉格和康奈爾大學領導的科學家團隊利用高分辨率光譜觀測，證實了在熱木星WASP-31b的系外行星大氣中存在氫化鉻，為利用這種對溫度敏感的分子物種作為”溫度計”來確定係外行星的溫度和其他特徵打開了大門。

弗拉格是”ExoGemS Detection of a Metal Hydride in an Exoplanet Atmosphere at High Spectral Resolution”一文的主要作者，該文於8月16日發表在《天體物理學雜誌通訊》上。共同作者包括Ray Jayawardhana，Hans A. Bethe 教授兼天文學（A&S）教授；Jake D. Turner，康奈爾天體物理學與行星科學中心哈勃研究員；Ryan J. MacDonald，曾任卡爾-薩根研究所副研究員，現任密歇根大學NASA 薩根研究員；以及Adam Langeveld，天文學（A&S）博士後研究員。研究人員寫道，氫化鉻以前在任何系外行星中都沒有被證實檢測到過，這標誌著首次從高分辨率系外行星光譜中檢測到金屬氫化物。這一發現的意義弗拉格說，在WASP-31b中明確探測到金屬氫化物是了解熱巨行星大氣層的一個重要進展，儘管這一發現並沒有提供有關這顆行星的新信息。WASP-31b發現於2011年，每3.4天繞F5恆星運行一次。它的密度極低，即使對於一顆巨行星來說也是如此，新的研究證實它的平衡溫度為1400開爾文–在氫化鉻的範圍內。”氫化鉻分子對溫度非常敏感，”弗拉格說。”在較高溫度下，你看到的只是鉻。而在較低的溫度下，它會變成其他東西。因此，只有在一個特定的溫度範圍內，大約1200 到2200 開爾文，才能看到大量的氫化鉻。在太陽系中，只有在太陽黑子中發現了這種分子：太陽太熱（表面溫度約為6000 K），而所有其他天體都太冷。”使用的方法和儀器在她的研究中，弗拉格使用高分辨率光譜來探測和分析系外行星大氣，比較行星位於恆星一側時和行星位於恆星前方時系統發出的整體光線，前者會阻擋恆星的部分光線。某些元素在某些波長上阻擋更多的光，而在其他波長上阻擋較少的光，從而揭示出行星中含有哪些元素。”高光譜分辨率意味著我們擁有非常精確的波長信息，”弗拉格說。”我們可以獲得數千條不同的光譜線。我們使用各種統計方法將它們結合起來，使用一個模板–光譜看起來像什麼的近似概念–然後將它與數據進行比較和匹配。如果匹配得很好，就說明有信號。我們嘗試了所有不同的模板，在這種情況下，氫化鉻模板產生了信號”。鉻很稀有，即使在合適的溫度下也是如此，因此研究人員需要靈敏的儀器和望遠鏡。為了分析WASP-31b，研究人員使用了2022年3月從夏威夷的毛納凱亞（Maunakea）進行的一次新觀測所獲得的高分辨率光譜，該觀測是”系外行星與雙子座光譜測量”的一部分，使用的是雙子座遠程訪問CFHT ESPaDOnS光譜儀（GRACES）。他們用2017年拍攝的檔案數據對GRACES數據進行了補充，該數據並非用於尋找金屬氫化物。展望未來“我們這篇論文的部分數據是處於數據集邊緣的舊數據。你根本找不到它，”弗拉格說。她現在正在尋找其他系外行星中的氫化鉻和其他金屬氫化物–證據可能已經存在。”我希望這篇論文能鼓勵其他研究人員在他們的數據中尋找氫化鉻和其他金屬氫化物，”弗拉格說。”我們認為它應該存在。希望我們能獲得更多適合尋找氫化鉻的數據，並最終建立一個樣本量來尋找趨勢。”