银河系中最闪亮的已知系外行星拥有闪闪发光的金属云

敢于直视这颗海王星大小的“镜子”。
This is an artist impression of exoplanet LTT9779b orbiting its host star. The host star is located on the left as a large white circle with rays coming out of it in orange. The exoplanet is smaller and shown on the right of the image. The side of the exoplanet that is facing its host star is illuminated. The planet is around the size of Neptune and reflects 80% of the light shone on it, making it the largest known “mirror” in the Universe. The background of the image is black and speckled across the image is a starfield, showing innumerable stars of many sizes
艺术家描绘的系外行星 LTT9779 b 围绕其主星运行。主星位于左侧,是一个带有橙色光芒的大白圆。系外行星较小,位于图像右侧。这颗行星的大小与海王星相当,反射其上照射光线的 80%,使其成为宇宙中已知最大的“镜子”。 Ricardo Ramírez Reyes (智利大学)

欧洲航天局 (ESA) 的天文学家迄今已在我们宇宙中发现已知最亮的系外行星。这颗超高温系外行星名为LTT9779 b,它围绕其主星运行,周期为 19 小时,距离地球 262 光年。

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在我们夜空中,月球和金星是最明亮的物体。金星浓厚的云层反射 75% 的太阳入射光,而地球的云层仅反射约 30%。LTT9779 b 及其反光的金属云层可以媲美金星的亮度。欧空局的Cheops(系外行星特征探测器)任务进行的详细测量显示,这颗闪闪发光的行星反射其主星照射光线的 80%。 

LTT9779 b 最初于2020 年被美国宇航局的凌日系外行星巡天卫星 (TESS) 任务和在智利欧洲南方天文台进行的地面观测首次发现。随后,欧空局选择这颗行星作为 Cheops 任务的一部分进行进一步观测。

LTT9779 b 的大小与海王星相当,是宇宙中已知最大的“镜子”。据欧空局称,它之所以如此反光,是因为其金属云层主要由硅酸盐与钛等金属混合而成。制造镜子的沙子和玻璃也主要由硅酸盐构成。这些发现已于 7 月 10 日发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

“想象一个燃烧的世界,靠近它的恒星,有沉重的金属云漂浮在空中,落下钛液滴,”研究合著者、智利迭戈·波塔列斯大学的天文学家詹姆斯·詹金斯在一份声明中说。 

物体反射光线的量称为其反照率。大多数行星的反照率都很低,主要是因为它们要么拥有吸收大量光线的 atmósfera,要么它们的表面粗糙或黑暗。冰雪覆盖的世界或拥有反光云层的金星等行星是例外。 

对于该研究团队来说,LTT9779 b 的高反照率出乎意料,因为该行星面向其主星的一面估计温度约为 3,632 华氏度。任何高于 212 华氏度的温度都太热了,无法形成水云。理论上,LTT9779 b 大气层的温度甚至应该太高,无法形成由玻璃或金属组成的云。

“这真是一个谜,直到我们意识到我们应该以同样的方式看待这种云的形成,就像在热水淋浴后浴室里形成的冷凝水,”合著者、蔚蓝海岸天文台研究员维维安·帕门蒂尔在一份声明中说。“要让浴室起雾,你可以冷却空气直到水蒸气凝结,或者你可以一直开着热水,直到形成云,因为空气中充满了蒸气,无法容纳更多。同样,LTT9779 b 尽管如此热,也能形成金属云,因为其大气层过饱和了硅酸盐和金属蒸气。”

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除了是一颗闪亮的系外行星,LTT9779 b 的特别之处还在于它是一颗不应该存在的行星。它的尺寸和温度使其成为一颗“超热海王星”,但还没有发现任何质量与它相当的行星如此近距离地绕其主星运行。这意味着 LTT9779 b 居住在“热海王星沙漠”中,那里的行星大气层被加热到 1700 度以上。

“我们认为这些金属云帮助这颗行星在热海王星沙漠中生存,”合著者、马赛天体物理实验室天文学家塞尔吉奥·霍耶在一份声明中说。“云层反射光线,阻止行星过热而蒸发。同时,高金属含量使行星及其大气层变得沉重,难以被吹散。”

虽然它的半径约为地球的 4.7 倍,但 LTT9779 b 上的一年只需要 19 小时。所有先前发现的绕恒星运行一周不到一天的行星,要么是半径至少是地球 10 倍的巨行星(称为热木星),要么是半径小于两倍地球的岩石行星。

“这是一颗不应该存在的行星,”维维安说。“我们预计像这样的行星会被其恒星吹散大气层,只留下裸露的岩石。”

Cheops 是欧空局致力于研究令人兴奋的系外行星世界的三项任务中的第一项。2026 年,它将迎来Plato 任务,该任务将专注于可能在支持生命的环境距离其恒星运行的类地行星。Ariel 将于 2029 年加入,专门研究系外行星的大气层。Ariel 

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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