地球上破紀(jì)錄的鐵風(fēng)掩蓋了我們所見過的前所未有的氣候

在距離地球 880 光年的一顆恒星周圍，環(huán)繞著我們迄今為止發(fā)現(xiàn)的最狂野、最極端的系外行星之一。

它的名字是泰洛斯 （WASP-121b），一個離太陽如此炙熱的世界，以至于它的大氣層里充滿了汽化金屬云，然后下雨液態(tài)藍(lán)寶石和紅寶石.現(xiàn)在，科學(xué)家們已經(jīng)成功地在三個維度上重建了它暴風(fēng)雨的大氣層，打破最近創(chuàng)下的紀(jì)錄以獲得已知最快的風(fēng)，同時揭示了我們太陽系中從未見過的氣候。

這絕對是一個軟木塞。強(qiáng)大的急流吹動鐵和鈦云的速度比系外行星旋轉(zhuǎn)的速度還要快，因為垂直環(huán)流模式將能量輸送到下方深處。

“這顆行星的大氣層的行為方式挑戰(zhàn)了我們對天氣如何運(yùn)作的理解——不僅在地球上，而且在所有行星上，”天體物理學(xué)家 Julia Victoria Seidel 說歐洲南方天文臺。“感覺就像科幻小說里的東西。”

的近 6,000 顆已確認(rèn)的系外行星在銀河系中，泰洛斯島擁有研究最多的大氣層之一。這就是我們所說的熱木星– 一個大小與我們自己的氣態(tài)巨行星相當(dāng)?shù)氖澜纾x它的恒星如此之近，以至于它的溫度明顯比一些恒星更熱.

事實上，泰洛斯是典型的超熱木星之一。它的半徑大約是木星的 1.74 倍，質(zhì)量是木星的 1.16 倍;它圍繞恒星運(yùn)行得如此緊密，以至于它的一年持續(xù)約 30 小時，導(dǎo)致平衡溫度約為 2,360 開爾文（2,087 攝氏度或 3,788 華氏度）。在熱量和重力之間，泰洛斯的大氣層正在泄漏到太空中;這顆系外行星是字面意義上的蒸發(fā).

熱木星研究起來很有趣，原因有幾個。當(dāng)我們從我們和它們的恒星之間穿過這顆行星膨脹的大氣層時，任何光線都可以捕捉到可能漂浮在那里的元素和化合物的線索。正是通過這種方法，以前的努力確定了泰洛斯大氣中的不同金屬。

為了更詳細(xì)地研究這顆行星，Seidel 和她的同事們動用了 ESO 超大望遠(yuǎn)鏡的所有四個望遠(yuǎn)鏡單元，結(jié)合他們的力量，不僅確定了大氣層的組成，還確定了它所組成的復(fù)雜層。

“我們的發(fā)現(xiàn)令人驚訝：射流使物質(zhì)圍繞行星赤道旋轉(zhuǎn)，而大氣低層的單獨(dú)流動將氣體從熱側(cè)移動到較冷的一側(cè)。這種氣候在任何星球上都從未見過。Seidel 說.“相比之下，即使是太陽系中最強(qiáng)的颶風(fēng)也顯得平靜。”

因為泰洛斯星離它的宿主恒星——一顆叫做迪爾蒙的黃白色 F 型恒星——非常近，所以我們就是這樣稱呼的潮汐鎖定：它的自轉(zhuǎn)周期與它的軌道周期相同。這意味著同一側(cè)總是面向恒星，首當(dāng)其沖地受到其灼熱的沖擊。

其結(jié)果是其系外行星的晝側(cè)和黑夜側(cè)之間出現(xiàn)極端溫度梯度，這激起了強(qiáng)大的風(fēng)，可以達(dá)到超音速.研究人員觀察到一股覆蓋了一半系外行星的急流，當(dāng)它吹過白天時，它會加速并攪動大氣層到高海拔。

早上，它的速度測得為每秒 13.7 公里（8.5 英里）。到了晚上，這個速度幾乎翻了一番，達(dá)到每秒 26.8 公里（16.7 英里）。這使它成為有史以來最快的大氣急流.

這顆系外行星上早晚約 950 開爾文的溫差也表明，急流在流動時被加熱。

在最底層的大氣層，風(fēng)以超高速吹動鐵云。這比系外行星的自轉(zhuǎn)速度還要快。上面是一層鈉，上面是一層泄漏到太空中的氫。

而且，在這一切的背后，研究人員首次在系外行星的大氣層中檢測到鈦。之前對其大氣成分的普查發(fā)現(xiàn)缺乏鈦;現(xiàn)在我們知道它就在那里，但深埋在其他層次下。該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在二、配套論文.

希望該團(tuán)隊的發(fā)現(xiàn)代表了系外行星研究的大膽發(fā)展。

“我們能夠在如此遙遠(yuǎn)的距離上研究行星的化學(xué)組成和天氣模式等細(xì)節(jié)，這真是令人興奮。”天體物理學(xué)家 Bibiana Prinoth 說瑞典隆德大學(xué)。“這次經(jīng)歷讓我覺得我們即將發(fā)現(xiàn)我們現(xiàn)在只能夢想的不可思議的事情?！?/p>

該研究已發(fā)表在自然界.

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