天文學家在系外行星WASP-76 b上發現了鐵風，揭示了鐵雨等極端大氣現象和獨特的”彩虹”效應。利用ESPRESSO攝譜儀等先進儀器，這些發現有助於我們了解系外行星的氣候，為三維氣候建模提供了關鍵數據，並增強了我們對超熱氣體巨行星動態的了解。

WASP-76 b 自2013 年被發現以來一直是許多研究的主題。那裡的溫度高達攝氏2400度。圖片來源：© Tania Cunha (Planetário do Porto – Centro Ciência Viva/Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço)

超熱系外行星WASP-76 b自2013年被發現以來一直是許多研究的主題，揭示了許多極端大氣現象。包括聯合國大學在內的國際研究小組先前的研究發現，其夜間一側存在鐵雨，其高層大氣中存在鋇，其晝夜兩側的交界處存在”彩虹”。

“關於WASP-76 b 的研究向我們展示了超熱木星上的大氣條件有多麼極端，”聯合國大學理學院天文學系副教授、NCCR PlanetS 成員兼該研究的共同作者David Ehrenreich 解釋說。 “對這類行星的深入分析為我們更好地了解整個行星氣候提供了寶貴的資訊。”

在這項新的研究中，天文學家團隊透過在可見光下以高光譜分辨率對溫度為2400攝氏度的WASP-76 b進行觀測，重點研究了它的白晝面。主要結果是探測到一股鐵原子從行星大氣的下層向上層移動。

“這是首次對這顆系外行星的日面進行如此詳細的光學觀測，提供了有關其大氣結構的關鍵數據，”在聯合國大學理學院天文學系長期訪問的西班牙天文與科學研究所（IA）博士生、研究的第一作者安娜-麗塔-科斯塔-席爾瓦（Ana Rita Costa Silva）解釋。 “我們的觀測結果顯示存在強大的鐵風，可能是由大氣中的熱點所推動的。”

這項突破得益於以精確和穩定著稱的ESPRESSO 攝譜儀的使用。該儀器主要由聯合國大學製造，安裝在位於智利的歐洲南方天文台甚大望遠鏡（VLT）上，用於獲取這顆行星的高分辨率光譜。透過分析這些光線，研究小組能夠確定行星大氣中鐵移動的化學特徵。這種被稱為高解析度發射光譜的技術，對於研究系外行星的大氣層特別有效。

“ESPRESSO能夠進行如此精確的測量是至關重要的，”UNIGE理學院天文學系副教授、NCCR PlanetS成員兼該研究的合著者Christophe Lovis說。 “這種精確度使我們能夠以前所未有的詳細程度探索系外行星（如WASP-76 b）大氣中的動態過程。”

對WASP-76 b的連續發現為更好地了解系外行星的氣候鋪平了道路，特別是在氣態巨行星受到來自其主恆星的極端輻照的情況下。對大氣風及其化學成分的詳細測繪正在幫助天文學家建立這些遙遠世界演變的完整模型。

透過探測WASP-76 b上的鐵風，天文學家們為建立這顆系外行星氣候的三維模型提供了重要的新信息，這將有助於他們預測其他遙遠行星上的類似現象。

DOI: 10.1051/0004-6361/202449935

編譯自/ ScitechDaily