說到“地獄”,我們常常會聯想到酷熱的金星。但是要放到宇宙中,和下面這些行星比起來,金星可能連“地獄”的邊都沾不上。
在WASP-76 b的晝夜分界線處,狂風攜帶著“鐵雨”從熾熱的白天吹向永恆的黑夜。ESO / M. Kornmesser
在距離地球62.9光年遠的地方,有一顆名叫HD 189733 b的行星。在這個熾熱的地獄世界裡,風速可以高達每小時8792公里。令人生畏的是,雖然這裡的天空也下雨,但是下的卻不是水,而是高溫液態玻璃。
HD 189733 b曾被冠以“最奇特的系外行星”之名。但現在,根據3月11日發表在《自然》雜誌上的一篇論文所述,這個稱號可能也要易主了。
天文學家在距離地球640光年(以天文學家的眼光來看,也不算太遠)的地方,發現了一顆新的系外行星WASP-76 b。這顆氣態行星距離其主星非常近,每圍繞主星執行一次只需1.8個地球日,且已被牢牢地“潮汐鎖定”。
“潮汐鎖定”意味著它的一個半球只能永遠面朝它的主星,且這個半球的氣溫之高,已經到了令人髮指的2400攝氏度——足以將金屬汽化;而它的另一個半球由於永遠見不到“Sunny”而顯得較為“涼爽”,只不過這種“涼爽”仍是我們無法承受的——這裡的平均氣溫仍有大約1500攝氏度。
主持研究的瑞士日內瓦大學天文學家David Ehrenreich認為,在這顆行星,存在著迄今為止人類發現的行星表面最極端的天氣系統。
WASP-76 b發現於2013年,其品質大約相當於木星,但直徑卻是木星的兩倍。造成這種結果的原因可能與其從主星接收了太多輻射,導致大氣極度蓬鬆有關。
研究人員使用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡及其輔助設施,發現這顆行星從白天向夜晚過渡的“昏線”處有鐵蒸汽;而另外一側從夜晚向白天過渡的“晨線”處卻沒有。(雖然這顆行星已被“潮汐鎖定”,但天文學家依然可以根據其自轉方向區分出“晨線”和“昏線”。)
這說明,在這顆行星的夜面,有什麼原因導致其大氣中的鐵蒸汽消失了。最有可能的一種情形是,在其晝面被汽化的鐵,在被強風及WASP-76 b的自轉帶到夜面後,由於溫度降低凝結成了雲,然後以雨的形式落到了大氣底層。
“鐵雨”的成分可能是硫化鐵或鐵氫化合物,但是最有可能是由液態的純鐵——也就是鐵水組成的。這些以雨的形式下墜的鐵水,最終還會隨著大氣環流,返回WASP-76 b的晝面。
這裡下的“雨”絕不會和地球上的雨一樣溫和,不僅僅是因為它的熾熱。由於晝夜溫差極大,WASP-76 b上盛行狂風,風速可達每小時18000公里。所以“煙雨朦朧”的浪漫場景,在這個世界上是不可能存在的。
由於被“潮汐鎖定”,WASP-76 b 的晝半球比夜半球更大更蓬鬆。兩個半球的交界處是高聳的雲山。夾雜著“鐵雨”的雲,還會和瀑布一樣流向行星的夜面。Frederik Peeters
這個世界的奇異之處還不僅僅是這些。由於吸收了大量的熱,WASP-76 b的晝面大氣層比夜面更加蓬鬆。因此在這個世界的晝夜分界線那裡,聳立著極高的雲山。夾雜著“鐵雨”的雲,會在這裡持續不斷地,像瀑布一樣從永恆的白天流向永恆的黑夜……
WASP-76 b這個極端奇異的行星能夠給天文學家以許多啟示。它也告訴我們,大自然有能力創造許多截然不同的世界;而我們的地球可能只是因為湊巧,才成為了其中最可愛的一個。
參考:ESO Telescope Observes Exoplanet Where It Rains Iron, https://www.eso.org/public/news/eso2005/Nightside condensation of iron in an ultra-hot giant exoplanet, https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2005/eso2005a.pdf