系外行星背阳面的天气可能精彩得令人难以置信,如850光年外滚烫的系外行星WASP-121b,背阳面便堆积金属铁云、下液态宝石雨,还会刮时速17,703公里的强风。
WASP-121b是比木星还大近2倍的系外热木星,距离地球850光年,最早于2015年发现,拥有迄今探测到最短行星公转轨道之一,30小时就绕恒星运行一圈。WASP-121b也被母恒星潮汐锁定,因此面向母星的向阳面(白天)温度高达3,000℃,甚至于大气分子几乎分解。
过去研究已发现WASP-121b有平流层与水蒸汽,且包括铁、镁、铬、钒等重金属,于向阳面史无前例以气体形式逸散到太空。根据麻省理工学院团队新研究,科学家进一步搭建向阳面到背阳面的剧烈温度变化图、关注水在WASP-121b如何循环。
地球水蒸发、凝结成云、降雨过程不断循环;但WASP-121b分子的循环强烈许多。研究人员指出,分子会在向阳面高温分解成原子,WASP-121b背阳面(夜晚)温度比另一面低一半,温差又导致原子被时速超过17,703公里的强风从向阳面拉到背阳面,并重新组合成分子。
此循环虽然不会形成水云,却会形成金属铁和刚玉云──构成红宝石和蓝宝石的矿物,并在云离开夜前降下液态宝石构成的奇特雨水。
其他天文学家已预定今年稍晚詹姆斯‧韦伯太空望远镜观察WASP-121b的时间,希望搭建出除水蒸汽外的一氧化碳变化。麻省理工学院天文学家Mikal-Evans表示,这将是第一次测量系外行星大气含碳分子,分析大气碳和氧含量,可为这类行星的形成位置提供线索。
新论文发布在《自然天文学》(Nature Astronomy)期刊。
(首图来源:麻省理工学院)