炙热类木行星，奇异的光谱，天空究竟是何颜色？|光谱|恒星|望远镜|空间望远镜|行星

在炙热并且有木星那么大的巨型行星WASP-79b上，天气湿润蒸腾，黄色的天空中云层散落并且会下着铁雨。

科学家想象中的WASP-79b

图源：nasa.gov/

美国宇航局的哈勃望远镜同麦哲伦财团位于智利的麦哲伦二号望远镜合作分析了这颗行星的大气，这颗行星围绕着比太阳还要炙热和明亮的恒星运转，它位于距地球780光年的波江座中。在围绕太阳以外恒星的系外行星中，WASP-79b 是迄今为止观测到的最大的行星之一。

哈勃望远镜

图源：nasa.gov

在最近公布的结果中令人惊讶的是，没有任何证据显示这颗行星的大气中存在一种叫做瑞利散射的大气现象，即在某种颜色的光能被存在于高层大气中的微小尘粒所分散。瑞利散射通过散射阳光中波长较短的部分（蓝光）将地球的天空变成蓝色。

地球的蓝色大气层

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研究人员称，因为WASP-79b看上去没有这种现象，所以在白天它的天空可能会发黄。

“这强有力地表明了一个未知的大气进程，我们只不过没有在物理模型中对其加以解释。我已经将WASP-79b的光谱给好多同事看了，他们都觉得‘这太奇怪了’。”马里兰州劳雷尔市的约翰斯霍普金斯大学应用物理实验室的克里斯汀·肖沃特·索岑如是说。

研究团队希望找到另一颗条件类似的行星做更多研究。

“因为这是我们第一次碰到这种情况，所以实在无法确定它的成因。”索岑说：“我们需要留意其他条件类似的行星，因为这可以揭示我们目前无法理解的未知大气过程的奥秘。由于只有一个行星作为样本，我们无法得知这是否是一个与行星的演化存在关联的大气现象。”

目前普遍认为“热木星”们的轨道如此迫近恒星的原因，是它们在寒冷的行星系统外围积攒了大量寒冷气体后向围绕恒星更紧密的内侧轨道迁移。WASP-79b公转一周仅需3天半。但这颗行星却处在一个非比寻常的围绕恒星的极轨道上，它推翻了科学家有关行星构成的理论——特别是对这类“热木星”来说。

木星

图源:nasa.gov

最新的结果可能会为类似行星的历史提供额外线索。一些“热木星”看上去拥有朦胧或多云的大气而另一些似乎大气较为清爽。如果WASP-79b像另一些“热木星”一样，它可能会有分散的云层，并且铁在升腾到高海拔时会降落为雨。

WASP-79b是木星的两倍大，它十分炽热且拥有延展外扩的大气层，这是研究被大气过滤削弱后奔向地球的星光的理想选择。

为了研究这颗行星，研究团队在智利拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦二号望远镜上使用了一台光谱仪——它是一种通过分析光波长来测定化学成分的仪器。他们预估，蓝色星光会因瑞利散射而减少。然而，团队却观测到了相反的趋势。波长越短、越蓝的光似乎会更透明，也就是说大气对它们的吸收和散射越少。这一结果与美国宇航局的凌星系外行星巡天卫星（TESS）对WASP-79b独立观测的结果一致。

艺术家所绘凌星系外行星巡天卫星（TESS）图像

图源：nasa.gov

作为哈勃太空望远镜全色比较系外行星库（PanCET）计划中的一部分，WASP-79b也被观测到了，这些观测结果显示WASP-79b的大气中存在水蒸气。基于这些发现，这颗巨大的行星被选为美国宇航局即将推出的詹姆斯韦伯望远镜的早期科研目标。韦伯望远镜有望在波长更长的红外波上提供更多的光谱数据。这些观测结果可能会揭示更多这颗行星大气中存在水蒸气的证据，也会为这颗行星的化学组成提供更多细节，这些结果有助于揭示它奇异光谱的潜在来源。