“热木星”KELT-9b表面温度高达4300摄氏度 就连分子都被撕成碎片

图片来源：NASA/JPL-Caltech

在系外行星KELT-9b灼热的大气层中，甚至连分子都被撕成碎片。

被称为“热木星”的大型气态巨行星是太阳系外发现的最奇怪的星球之一，这些行星的轨道与它们的恒星距离太近，无法维持生命。新的观测结果表明，其中最热的行星更奇特，更容易发生行星内部的融毁，其严重程度足以撕裂构成其大气层的分子。

这颗行星被称为KELT-9b，是一种“超热木星”，是我们银河系中发现的几种系外行星之一。它的质量几乎是木星的三倍，围绕着670光年外的一颗恒星运行。这颗行星的表面温度高达7800华氏度(4300摄氏度)，比一些恒星还要热，是迄今为止发现的最热的行星。

现在，一组天文学家利用NASA的斯皮策太空望远镜发现了证据，证明即使是分子也无法保持完整。在KELT-9b的昼侧，氢气分子很可能被撕裂，直到它们脱节的原子绕着这颗行星的夜侧流动，才能重新形成。

虽然仍然非常热，但夜侧轻微的冷却足以让氢气分子重新形成，也就是说，直到它们流回昼侧，在那里它们再次被撕裂。

芝加哥大学研究生梅根·曼斯菲尔德(Megan Mansfield)说:“这种行星的温度非常极端，它与许多其他系外行星有点不同。”曼斯菲尔德是这一新论文的主要作者。“还有一些其他的热木星和超热木星，它们没有那么热，但仍然足够热，应该会发生这种效应。”

发表在《天体物理学杂志快报》上的这些发现，展示了探测这些非常遥远的世界所需的技术和分析的日益成熟。科学才刚刚开始窥视系外行星的大气层，研究最热和最亮的行星的分子熔化。

KELT-9b将坚定地留在不适合居住的类别中。天文学家在2017年开始注意到它极端恶劣的环境，当时它首次被千度极小望远镜(KELT)系统探测到——这是两个机器人望远镜(一个在亚利桑那州南部，另一个在南非)的联合观测。

在《天体物理学杂志快报》的研究中，科学团队使用斯皮策太空望远镜分析了这颗地狱巨星的温度分布。斯皮策望远镜利用红外线进行观测，可以测量热量的细微变化。这些观测重复了许多小时，使得斯皮策能够捕捉到行星在绕恒星运行时，其自身呈现出的相位在大气中的变化。当它围绕着它的恒星运行时，行星的不同部分进入视野。

这让研究小组得以一窥KELT-9b“白天”和“夜晚”之间的区别。在这种情况下，这颗行星围绕它的恒星公转的如此紧密以至于“一年”——绕恒星一周——只需要1天半。这意味着这颗行星被潮汐锁住了，一直向它的恒星呈现一张面孔(就像我们的月球只向地球呈现一面一样)。在KELT-9b的另一边，黑夜将永远持续下去。

但是气体和热量从一边流向另一边。对于试图了解系外行星大气的研究人员来说，一个大问题是辐射和气流如何相互平衡。

计算机模型是这类研究的主要工具，显示了这些大气在不同温度下的行为。与KELT-9b的数据最吻合的是一个包含氢分子被撕裂和重组的模型，这个过程被称为分离和重组。

曼斯菲尔德说:“如果不考虑氢的离解作用，风速会很快达到每秒37英里或60公里。”“那可能不太可能。”

结果发现KELT-9b白天和晚上的温差并不大，这表明热量从一个方向流向另一个方向。而昼侧的“热点”，本应在这颗行星的恒星正下方，却偏离了它的预期位置。科学家们不知道这是为什么——成为在这个奇怪而炎热的星球上要解决的另一个谜。

原文来源：https://phys.org/news/2020-01-hottest-planet-major-meltdown.html