這顆會(huì)下金屬雨的狂暴行星從何處來

在浩瀚宇宙中，有一顆行星堪稱“地獄級(jí)”存在——它的表面溫度足以蒸發(fā)鋼鐵，大氣中飄著金屬蒸汽，甚至可能下起滾燙的“金屬雨”。這顆行星名叫 WASP-121b，聽起來像科幻小說里的設(shè)定，但它真實(shí)存在于宇宙中。

WASP-121b是一顆“超熱木星”，體積比木星稍大，質(zhì)量差不多。它的一年只有短短30多個(gè)小時(shí)，圍繞一顆恒星高速旋轉(zhuǎn)，軌道距離恒星僅為主恒星直徑的兩倍。這意味著它離恒星非常近，被引力牢牢“鎖死”，永遠(yuǎn)只有一面朝向恒星，就像月亮總是用同一面對(duì)著地球一樣。

于是，這顆星的白天和黑夜成了兩個(gè)截然不同的世界：白天（日面）：局部溫度超過3000℃，足以讓鐵、鎂、硅等元素都化作氣體；黑夜（夜面）：雖然也高達(dá)1500℃，但已經(jīng)可以形成一些復(fù)雜分子。

最近，借助強(qiáng)大的詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡，德國馬克斯·普朗克天文研究所和澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的天文學(xué)家對(duì)這顆極端行星進(jìn)行了前所未有的細(xì)致觀測(cè)。他們發(fā)現(xiàn)，WASP-121b的大氣中不僅有水蒸氣、一氧化碳、一氧化硅，還有令人驚訝的甲烷 ——一種通常只能在低溫環(huán)境中存在的分子。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓他們很困惑。因?yàn)樵谌绱烁邷氐男行巧希淄閼?yīng)該早就被破壞了才對(duì)。他們提出了一種解釋：它的夜面低層大氣富含甲烷，強(qiáng)烈的垂直風(fēng)把低層大氣中的甲烷“抽”到了高空，不斷補(bǔ)充著甲烷的含量。這就像是行星內(nèi)部有一個(gè)巨大的“鼓風(fēng)機(jī)”一樣。

更有趣的是，通過分析這些氣體成分，科學(xué)家推測(cè)出了WASP-121b的“出生地”——并不是出生在如今這么靠近恒星的地方，而是一個(gè)更冷、更遠(yuǎn)的區(qū)域。那里的溫度足以讓水以冰的形式存在，同時(shí)也能讓甲烷以氣體形式揮發(fā)。換句話說，它原本可能是個(gè)“冰孩子”，后來才慢慢遷移到恒星身邊，變成了一顆熾熱的巨行星。

換句話說，這顆狂暴的行星是個(gè)“外來戶”。

WASP-121b不僅讓我們見識(shí)到了極端環(huán)境下行星大氣的復(fù)雜性，也為理解行星的形成與演化提供了寶貴數(shù)據(jù)。它提醒我們，宇宙中的每一顆行星都有屬于自己的故事，而這些故事正等待著人類用最先進(jìn)的科技去一一揭開。

記者 張夢(mèng)然