宇宙的浩瀚和神秘總是引發(fā)人類(lèi)的無(wú)限遐想，而太陽(yáng)系外的奇異天體更是讓我們著迷。其中，位于雙魚(yú)座、距離地球約634光年的系外行星WASP-76b，以其極端的天氣和令人震撼的自然現(xiàn)象，在科學(xué)界掀起了軒然大波。這個(gè)星球的環(huán)境極具挑戰(zhàn)性，仿佛一個(gè)現(xiàn)實(shí)版的“地獄星球”。科學(xué)家們不僅發(fā)現(xiàn)它的溫度足以蒸發(fā)鐵，還揭示了它在夜晚降下金屬雨的奇觀。鐵風(fēng)呼嘯、熔融金屬雨，這聽(tīng)起來(lái)仿佛是某個(gè)重金屬樂(lè)隊(duì)的專(zhuān)輯名字，但它們的確是真實(shí)存在于宇宙中的自然現(xiàn)象。以說(shuō)，WASP-76b不僅是一項(xiàng)天文學(xué)研究的突破，它更是讓我們意識(shí)到宇宙中可能存在的其他極端環(huán)境。

WASP-76b的發(fā)現(xiàn)可以追溯到2013年，這顆行星自問(wèn)世以來(lái)，便成為了系外行星研究中的熱門(mén)對(duì)象。它被歸類(lèi)為“熱木星”，這類(lèi)行星的主要特點(diǎn)是體積龐大，氣態(tài)行星結(jié)構(gòu)類(lèi)似木星。

這顆行星之所以如此熾熱，是因?yàn)樗c母恒星之間的距離極為接近，幾乎被恒星的熱量“烤熟”。由于它和恒星之間的潮汐鎖定現(xiàn)象，WASP-76b的一面始終對(duì)著恒星，像地球上的月球一樣，只是它的白晝面永遠(yuǎn)承受著熾熱的太陽(yáng)輻射，高達(dá)2400攝氏度的表面溫度足以蒸發(fā)金屬，包括鐵元素。這些蒸發(fā)的鐵隨后被高空風(fēng)帶向相對(duì)涼爽的夜側(cè)，并在溫度下降時(shí)凝結(jié)為液態(tài)，形成熔融金屬雨降落在行星表面。但即便如此，氣溫仍舊高得足以使鐵元素冷卻并凝結(jié)成熔融金屬，然后如同雨點(diǎn)般落下。這種極端天氣可以說(shuō)是我們?cè)谔?yáng)系內(nèi)從未見(jiàn)過(guò)的現(xiàn)象。

鐵風(fēng)與金屬雨：不可思議的天氣奇觀

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，ESPRESSO是一臺(tái)極其敏感的光譜儀，能夠測(cè)量極為微小的光線(xiàn)變化。通過(guò)分析這些光線(xiàn)的特征，科學(xué)家可以推斷出氣體成分的運(yùn)動(dòng)軌跡。研究發(fā)現(xiàn)，鐵在WASP-76b的日側(cè)蒸發(fā)后，隨著大氣層的高速風(fēng)從熾熱的白晝面流向夜晚一面。這股鐵風(fēng)是由于大氣中高溫區(qū)域的熱對(duì)流作用引發(fā)的。當(dāng)鐵氣體到達(dá)較涼爽的夜側(cè)時(shí)，溫度迅速降低，鐵元素重新凝結(jié)為液態(tài)，像一場(chǎng)金屬雨般降落。

通過(guò)這種觀測(cè)手段，研究人員可以更好地理解WASP-76b的氣候結(jié)構(gòu)，并為構(gòu)建該行星的三維氣候模型提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

科學(xué)發(fā)現(xiàn)背后的技術(shù)支撐

光譜學(xué)可以說(shuō)是天文學(xué)家研究遙遠(yuǎn)星球的“放大鏡”，通過(guò)分析從行星表面反射或通過(guò)其大氣層的光線(xiàn)，科學(xué)家能夠判斷出該星球的大氣組成、溫度、壓力等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。在WASP-76b的研究中，正是通過(guò)分析光線(xiàn)中的鐵元素吸收線(xiàn)，研究人員才能夠斷定存在這種劇烈的鐵風(fēng)。

這種技術(shù)不僅僅是為了揭示W(wǎng)ASP-76b的天氣，它的廣泛應(yīng)用還有助于研究其他類(lèi)型的系外行星。通過(guò)對(duì)類(lèi)似現(xiàn)象的分析，科學(xué)家可以逐漸構(gòu)建出一整套熱木星的氣候模式，甚至有一天可以應(yīng)用到那些可能宜居的類(lèi)地行星上，幫助我們更好地理解它們的天氣系統(tǒng)。

2023年4月，科學(xué)家們?cè)谶@顆行星的大氣層中首次觀測(cè)到了一種名為“榮耀”的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象類(lèi)似于地球上偶爾能看到的彩虹，但又有所不同。榮耀效應(yīng)是一種由行星大氣中的微小液滴或固體顆粒折射和反射光線(xiàn)形成的彩色同心光環(huán)，這種微小顆粒的尺寸和形狀必須非常接近且均勻。值得注意的是，榮耀效應(yīng)在地球上都極為罕見(jiàn)，這也是為什么這一現(xiàn)象在地球之外首次被觀測(cè)到時(shí)，科學(xué)家們感到無(wú)比震驚。

WASP-76b的研究意義