【博科园-科学科普】对太阳系外行星的研究揭示了一些发现让人感到困惑，无论是成为钻石行星的超级地球，还是围绕在一起的多颗岩石行星或者是“热木星”，它们的大气层中都有气态金属的痕迹，在那里没有任何行星的存在，因为在太阳系中没有比较。
插图显示了一颗已知最黑暗的外行星，一个与新鲜的沥青一样黑色的外星世界，绕着一颗像太阳一样的恒星运行。这颗名为wasp - 12b的行星的一天会把光反射到太空中。图片版权：NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)
在这方面wasp - 12b是一家不错的目标，这颗热木星位于一个恒星系统距地球1400光年，位于御夫座方向，最近由一组天文学家使用哈勃太空望远镜进行了研究。由于大气层的特殊性质吸收了它所接收到的绝大多数光，而不是反射，这颗行星在被哈勃望远镜观测到的时候显得漆黑一片。
这项研究将他们的发现详细描述为“WASP-12b的低反照率与哈勃望远镜的光谱日食观测”，最近发表在《天体物理学杂志》上。在麦吉尔大学(McGill University)的系外行星研究所(IREx)的研究员泰勒·贝尔(Taylor Bell)的带领下，该研究小组查阅了哈勃太空望远镜成像光谱仪(STIS)的数据，观察了在日食期间WASP-12b的情况。
wasp - 12 b的轨道太接近其恒星而被加热到一个破纪录的2500°C。图片版权：ESA/C Carreau
像所有的热木星一样wasp - 12b在质量上与木星相似(1.35到1.43木星质量)，轨道非常接近它的恒星。距离仅340万公里(约合2.15亿英里)或0.0229 AU，完成一个轨道需要一天的时间。由于它的接近地球的一边不断地面对它的太阳——也就是说它与它的恒星保持着潮汐的关系。
因为它的轨道,地球上的天一边温度估计高达2811 K(2538°C;4600°F)。正是由于这些极端的温度，大多数分子无法在地球的这一天生存下来，所以云无法形成反射回太空的光。因此大多数入射光穿透到行星的大气层深处，被氢原子吸收并转化为热能。
这是贝尔和他的团队注意到的，他们观察到行星从它的恒星后面经过。一个光学eclipse)。通过使用STIS监测了星光下的任何dips系统，这将表明地球所释放出的反射光有多少。然而他们的观察并没有探测到反射光，这表明太阳面对的一面吸收了大部分的光。
正如贝尔在美国国家航空航天局(NASA)的一份新闻声明中解释的那样，这是一个非同寻常的发现：我们没想到会发现这样一个黑暗的系外行星，他说大多数热木星都反映了大约40%的星光，对地球之夜进行的观察显示，那里的情况完全不同。在这边温度约1366 K(1093°C;2000°F)冷却允许水汽和云的形式。
对WASP 12- b的印象是由于其环绕恒星的轨道非常紧而被慢慢消耗掉的艺术图。图片版权：NASA
早在2013年与HST一起工作的科学家们在研究日/夜边界的时候发现了大气中水蒸气的踪迹(以及可能存在的云的痕迹)。正如贝尔所指出的，这项新的研究只是展示了这类气体巨人的多样性：
这一新的哈勃研究进一步证实了这些奇怪的热木星种群之间的巨大差异。你可以有像wasp - 12b这样的行星有4600华氏度，有些是华氏2200度，它们都叫热木星。过去对热木星的观测表明地球上日与夜之间的温差随着温度的升高而增加。
这一研究表明地球上每天都有更多的热量被注入到地球的日常生活中，但是像风这样的过程，把热量带到地球的夜晚并没有跟上节奏。自从它在2008年被发现以来，一些望远镜已经研究了wasp - 12b，包括哈勃，NASA的斯皮策太空望远镜，以及NASA的钱德拉x射线天文台。之前哈勃望远镜的宇宙起源光谱仪(COS)的观测结果还显示，由于大气层中过热的物质慢慢地聚集到恒星上，这颗行星可能正在失去体积和质量。
这仅仅是最近发现的一项让科学家们对太阳系外行星的期望感到困惑的发现。我们对这些遥远世界的自然和多样性了解得越多，他们就越有吸引力，而且越有吸引力，他们就有可能直接探索它们。
参考：NASA，IREx，天体物理学杂志
作者：Matt Williams
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
