天文學家最新發現的一顆行星,表面溫度甚至超過大多數恆星。由於受到主恆星發出的高強度紫外線的持續照射,這顆行星很可能已經開始蒸發,就像彗星一樣拖著長長的尾巴,最後被蒸發殆盡。

天文學家新發現了一顆類似木星的行星,表面溫度高到快被它的恆星給蒸發掉了。

這顆行星名為KELT-9b,朝著恆星的那一面溫度超過4600K,甚至比大多數恆星都要熾熱。而它的主星,KELT-9,是一顆藍色的A型恆星,表面溫度還要更高——事實上,它大概會把這顆行星烤到蒸發殆盡。

天文學家發現了一顆溫度超過大多數恆星的行星,由於受到主星強大紫外輻射的炙烤,很可能已經開始蒸發,像彗星一樣拖著一條長長的尾巴。圖片來源:NASA/JPL-Caltech

美國俄亥俄州立大學的天文學教授史考特·高第(Scott Gaudi)說,「這是迄今發現的最熱的一顆氣態巨行星。」高第領導了對這顆行星的研究,當時他正在NASA的噴氣推進實驗室休學術假。

KELT-9b的質量大約是木星的2.8倍,但密度只有木星的一半。科學家原本預期這顆行星的半徑要小一些,但它的主恆星發出的超強輻射導致這顆行星的大氣層就像氣球一樣膨脹了起來。

由於這顆行星被它的主星潮汐鎖定,就像月亮被地球鎖定一樣,這顆行星永遠只有一面朝向那顆恆星,另一面處在永久的黑夜之中。水、二氧化碳和甲烷之類的分子在向陽面無法形成,因為那裡始終都受到過量紫外輻射的照射。背陰面的性質仍然成謎——分子或許能夠形成,但只能短暫存在。

高第說,「從質量上說,這是一顆典型的行星,但它的大氣卻不同於我們見過的任何一顆其他行星,因為它向陽面的溫度實在太高了。」

KELT-9這顆恆星只有3億歲,在恆星尺度上看還算年輕。它比我們的太陽大兩倍,溫度也差不多是太陽的兩倍。由於到這顆行星的大氣持續受到高強度紫外輻射的照射,這顆行星很可能就像彗星一樣,拖著一條由蒸發的行星物質構成的尾巴。

指導高第進行此項研究的美國范德堡大學的物理和天文學教授凱文·史塔森(Keivan Stassun)說,「KELT-9發出了太過強烈的紫外輻射,以至於它有可能把這顆行星蒸發殆盡。」

不過,這種情況成立的前提是,這顆恆星不會膨脹到先把這顆行星給吞噬了。

「KELT-9在幾億年內就會膨脹成為一顆紅巨星,」斯塔森說,「長遠看來,不論是對生命,還是對房地產投資來說,KELT-9b都不太樂觀。」

這顆行星還有一個奇特之處,它的軌道垂直於恆星的自轉方向。如果放到我們的太陽系裡,這顆行星就會垂直到所有行星的軌道平面。這顆行星上的1「年」,還不到地球上的兩天。

KELT-9b根本談不上宜居,但高第說研究此類極度不適宜生存的行星還是有意義的。

發現最熱行星的KELT望遠鏡。KELT的全稱為千度視場極小望遠鏡,口徑僅有4.2厘米,實際上就是一枚中焦鏡頭。KELT的視場達到26x26度,一次可以觀測數百萬顆較為明亮的恆星。兩台一模一樣的KELT望遠鏡,分別被安置在北半球和南半球。圖片來源:pbworks.com
發現最熱行星的KELT望遠鏡。KELT的全稱為千度視場極小望遠鏡,口徑僅有4.2厘米,實際上就是一枚中焦鏡頭。KELT的視場達到26×26度,一次可以觀測數百萬顆較為明亮的恆星。兩台一模一樣的KELT望遠鏡,分別被安置在北半球和南半球。圖片來源:pbworks.com

KELT-9b是用兩台KELT望遠鏡中的一台發現的。2016年5月底到6月初,利用北半球的KELT望遠鏡,科學家留意到這顆恆星的亮度短暫的變暗,但只變暗了大約0.5%,暗示可能有一顆行星從這顆恆星前方經過。這樣的亮度變暗現象每1.5天出現一次,意味著這顆行星每1.5天就完成環繞恆星一整圈的公轉。

後續的觀測證實,這一現象確由一顆行星產生,並揭示出這顆行星是天文學家所謂的「熱類木星」——這正是KELT望遠鏡被設計用來發現的那類行星。

借助南北半球各有一台的KELT望遠鏡,天文學家填補了發現太陽系外行星所需的一大塊技術空白。其他望遠鏡都被設計用於以極高的分辨論在極小的一塊天區中觀測極暗的恆星。而KELT望遠鏡則反其道而行之,以較低的分辨論監測大片天區,一次就能夠觀測成百上千萬顆非常明亮的恆星。

美國理海大學的天文學家兼物理學副教授約書亞·佩珀(Joshua Pepper)說,「這一發現驗證了小型望遠鏡在作出新發現方面的潛力,也證明了業餘天文學家能夠在科學研究的前沿作出直接的貢獻。」他負責建造了兩台KELT望遠鏡。

天文學家希望利用其他望遠鏡來仔細觀測KELT-9b,包括NASA的史匹哲和哈伯太空望遠鏡,以及預計將在2018年發射升空的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。哈伯望遠鏡的觀測將讓他們分辨,這顆行星是否真的拖著一條類似彗星的尾巴,並讓他們判斷在目前這種地獄般的環境下這顆行星還能堅持多久。

論文合作者、當時就職於NASA艾姆斯研究中心的妮可·科隆(Knicole Colon)說,「多虧這顆行星擁有恆星一樣的溫度,在所有的波段觀測,從紫外線一直到紅外線,它都是一個特別適合觀測的目標,不論在凌星階段還是在掩食階段。這樣的觀測將讓我們完整地了解它的大氣層,這是我們能夠在太陽系外的行星上所能達到的觀測極限。」

相關研究論文發表在近期出版的《自然》雜誌上。

 

編譯來源: NASA官網,Astronomers Find Planet Hotter Than Most Stars

編譯: 艾麥樂

編輯:Steed

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