去年，科學(xué)家們找到了一顆迄今為止“最熱”的行星，表面溫度高達(dá)4000攝氏度，雖然比不上太陽，但也超過了大多數(shù)恒星。物質(zhì)會(huì)以怎樣神奇的形式存在在這個(gè)環(huán)境里呢？北京時(shí)間8月16日凌晨，一個(gè)瑞士團(tuán)隊(duì)在世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表論文宣布，他們在最熱行星的大氣層中找到了鐵蒸氣和鈦蒸氣。

這顆行星位于天鵝座，距離地球大約650光年，由美國亞利桑那州的北KELT望遠(yuǎn)鏡找到，被命名為KELT-9b。其圍繞的恒星KELT-9溫度超過10000攝氏度，幾乎是太陽的兩倍，而KELT-9b與它的距離僅為地日距離的三十分之一。這導(dǎo)致KELT-9b的表面溫度高達(dá)4000攝氏度，比大多數(shù)恒星還要熱。

“最熱行星”引起了科學(xué)家的興趣，它的大氣層會(huì)由什么構(gòu)成？在如此極端的條件下，它經(jīng)歷了怎樣的演化過程？

瑞士伯爾尼大學(xué)的研究人員最近完成了一項(xiàng)理論分析，極端溫度和輻射條件模擬顯示，該星球上大多數(shù)分子都無法存在，只能以原子的形式存在。這是因?yàn)?，在這樣的高溫下，粒子之間會(huì)出現(xiàn)碰撞，打斷組成分子的化學(xué)鍵。該團(tuán)隊(duì)也在理論上預(yù)測了人類現(xiàn)有的望遠(yuǎn)鏡條件，能夠觀察到KELT-9b大氣層中的氣態(tài)金屬原子。

2017年7月31日至8月1日這一夜，來自瑞士日內(nèi)大學(xué)天文學(xué)系的科學(xué)家們則利用位于西班牙拉帕爾馬的伽利略國家望遠(yuǎn)鏡對KELT-9b的凌日現(xiàn)象進(jìn)行了觀測。所謂凌日，指的是行星在望遠(yuǎn)鏡視野中掠經(jīng)恒星表面時(shí)，引起恒星亮度下降的現(xiàn)象。KELT-9b距離恒星很近，每36小時(shí)就會(huì)公轉(zhuǎn)一次。在凌日過程中，恒星的一小部分光線被行星大氣層篩過，科學(xué)家們就能用光譜儀分析行星大氣層的組成。正如三棱鏡將陽光分散成七色光，光譜儀會(huì)將恒星透過行星大氣層的光分解成一個(gè)光譜。行星大氣層中的物質(zhì)，由此在光譜中留下特有的“指紋”。

鐵是宇宙中最為豐富的過渡金屬元素之一，然而，此前系外行星上的鐵元素大多混在氣態(tài)氧化物或微塵顆粒之中，難以直接探測到。這一次，實(shí)驗(yàn)科學(xué)家們按照理論科學(xué)家的預(yù)測結(jié)果“按圖索驥”，果然在KELT-9b大氣層中找到了中性的鐵原子和單離子鐵。

主導(dǎo)此次研究的Jens Hoeijmakers表示，深入挖掘數(shù)據(jù)之后，他們還發(fā)現(xiàn)了另一種金屬的蒸氣在光譜中留下指紋：鈦。

KELT-9b代表了一類被稱作“超熱木星”的新穎行星。在同等環(huán)境下，絕大多數(shù)行星會(huì)蒸發(fā)殆盡，KELT-9b是少數(shù)得以幸存的案例之一。這次，人類窺見了這類行星大氣層的一隅，確認(rèn)高溫會(huì)分解其中的絕大多數(shù)分子。在未來，它還將繼續(xù)扮演一座獨(dú)特的“實(shí)驗(yàn)室”，讓科學(xué)家們研究高溫高輻射下的行星演化。