去年夏天,全球都经历了恐怖的高温,多地超过40摄氏度,甚至50摄氏度。包括美国死亡谷在内,它以54.4°C追平了地球上最高气温的记录。
在太阳系中,地球并不是最热的行星。离我们最近的金星星球表面温度可以达到恐怖的500℃!
没有。宇宙中,存在着许多温度比金星还要恐怖的系外行星。有一类——不仅仅是一个——比金星的行星要热得多的系外行星,被称为热木星。
顾名思义,热是指地表温度,因为离宿主星很近(通常公转周期不到10天),所以地表温度高得惊人;“木星”一词指的是太阳系行星中与木星相似的行星,即体积极大的气体行星。
迄今为止,人类发现的系外行星不到5000颗,其中热木星有300多颗,比例非常高。甚至有人提出了另一个概念——极热木星,即在热木星中温度特别突出的行星。说起这样的行星,就不得不提它们的“元始天尊”——WASP-121b。
WASP-121b是天文学家在2015年利用凌日法发现的一颗系外行星,位于距离我们855光年的船尾座方向。从被发现之日起,它就引起了天文学家的关注。
首先,太大了。观测结果表明,这颗行星的半径是木星的1.81倍。也就是说,这颗行星的半径,比距离太阳系最近的恒星比邻星还要大!但它的质量达不到恒星的标准,仅为木星的1.18倍,因此可以判断这是一颗气体行星。
其次,它离主星很近,只有0.0254个天文单位,也就是约380万公里,相当于地球上的10地球和月球之间的距离时间。因为轨道很小,所以转一圈只需要1.27个地球日,差不多30个半小时。
因为距离主星太近,WASP-121b遇到了一种特殊的天体现象——潮汐锁定,即始终只有一面可以对着主星。这一面长期处于星辰的炙烤下,距离又近,所以温度高得惊人,可达1500-3000开尔文(即1227-2727摄氏度)。
今天,WASP-121b已成为最了解的系外行星之一。随着关于它的信息越来越多,天文学家们对它感到越来越不可思议。
由于独特的位置关系,天文学家可以了解这颗855光年外行星的大气层,这是目前罕见的科学家分析系外行星的大气状况.
被发现两年后,天文学家在其大气层的平流层中发现了水蒸气,这在系外行星中尚属首次。这已经很了不起了,但更令人惊奇的还在后头。
水也存在于地球的每一个角落,它会经历不同的相变,比如下雨时以液体的形式出现在地表,冬天凝结成固态的冰雪,下雨时又蒸发或升华成水蒸气。温度升高。进入大气层。
在WASP-121b表面,情况更加极端。3000开尔文的温度如此之高,以至于水分子不仅在红外波段发光,甚至在极热的情况下还会分解,变成氢气和氧气!
即使在WASP-121b始终背对恒星的一侧,也不会很冷,因为它不接收光。毕竟在同一个星球上,哪怕温度再低一些,也会因为温差带来的阵风而接收到来自前方的热气。
按照麻省理工学院天体物理学家TansuDaylan的说法,这里说的阵风真的很“疯狂”,甚至比我们的人工急流还要快。据推测,这里的强风可以让云层在20小时内绕行星一圈,而这颗行星的周长是地球的20倍,可见风速有多么惊人!
当风吹向地球的黑暗面时,温度下降到1500K。温度对我们来说仍然高得可怕,但这足以让水回到蒸汽状态,然后被风带到面向恒星的一侧,在那里它会再次解体,等等。没有机会。
天文学家要获得这些信息并不容易,因为WASP-121b夜间的亮度只有白天的1/10左右。德国马克斯·普朗克天文研究所天文学家托马斯·米卡尔-埃文斯带领团队使用哈勃望远镜观测了WASP-121b的两个公转周期,然后结合数据探查了“悲惨的命运”经历过水。
别说水了,就是金属在这颗星球的表面也不容易。很多金属不要说熔点,就是沸点也达不到3000K。在WASP-121b的大气层中,天文学家检测到了多种金属,例如钒、铁、铬、钙、钠、镁和镍。
研究人员注意到,在WASP-121b的大气层中似乎不存在另一种比较常见的金属,那就是铝。研究人员推测,这里的铝可能沉积在WASP181b的大气层深处,以至于我们无法检测到它。此外,这里的铝还可能与氧结合形成一种特殊的氧化铝结晶形式,这就是矿物刚玉。
在地球上,当这种刚玉与微量的钒、铁、铬或钛等金属元素结合时,会形成非常瑰丽的红宝石或蓝宝石。
也就是说,在WASP-121b的大气层中,可能会下一场酣畅淋漓的红宝石雨或蓝宝石雨!
在此之前,天文学家曾推测,太阳系的天王星和海王星上空可能会下一场钻石雨。现在,我们怀疑在宇宙中发现了宝石雨。可惜的是,虽然这些星球上的宝石数不胜数,但人类未必有机会开采。