超热木星上的离奇天气状况：温度高到钛也能蒸发

在其他恒星周围的数千颗行星被发现之前，天文学家们只限于对我们太阳系中的少数几个世界进行比较行星学。

尽管超热木星是个怪胎，但这种研究有助于为更好地了解较冷的系外行星的大气层铺平道路，特别是潜在的可居住的陆地行星。当然，超热木星是不适合居住的，任何访客都需要涂抹上防晒指数达SPF10,000的防晒霜。

哈勃探测超热木星的极端天气

在研究一类独特的超热系外行星时，NASA哈勃太空望远镜的天文学家们发现，那里的世界极其不稳定地接近它们的母星，它们正在被超3000华氏度的高温烘烤着。那温度足以使大多数金属--包括钛--蒸发。它们拥有迄今所见的最热的行星大气层。

哈勃天文学家小组在新发表的文章中报告了来自这些热气腾腾的世界上奇怪天气状况。其中，一颗行星上正在下着汽化的岩石，另一颗行星的上层大气则变得更热而不是更冷，因为它正在被来自其恒星的强烈紫外线(UV)辐射“晒伤”。

这项研究不仅仅发现了怪异的行星大气层。研究极端天气还让天文学家能够更好地了解我们银河系中遥远世界所发生的多样性、复杂性和奇异的化学作用。

位于马里兰州巴尔的摩的约翰-霍普金斯大学的David Sing说道：“我们仍没有很好地了解不同行星环境中的天气。当你看地球时，我们所有的天气预测仍是根据我们可以测量的东西进行微调的。但当你去看一颗遥远的系外行星时，你的预测能力是有限的，因为你还没有建立一个关于大气层中的一切是如何组合并对极端条件作出反应的一般理论。即使你知道基本的化学和物理学，你也不知道它将如何以复杂的方式表现出来。”

据悉，在4月6日发表在《自然》的一篇论文中，天文学家描述了对WASP-178b的哈勃观测。WASP-178b位于约1300光年之外的地方。在白天的一面，大气层是无云的，富含一氧化硅气体。由于这颗行星的一侧永远面对着它的恒星，所以炙热的大气层以超每小时2000英里的超级飓风速度向夜间一侧呼啸而去。在黑暗的一面，一氧化硅可能会冷却到足以凝结成岩石并从云层中降下，但即使在黎明和黄昏，这颗行星的温度也足以使岩石汽化。来自犹他州奥勒姆市犹他谷大学的Josh Lothringer表示：“我们知道我们已经看到了这个一氧化硅特征非常有趣的东西。”

在1月24日出版的《Astrophysical Journal Letters》上发表的论文中，马里兰大学学院公园分校的Guangwei Fu则报告了一个超热的木星--KELT-20b，它位于约400光年之外的地方。在这颗行星上，来自其母星的紫外光爆炸正在大气层中形成一个热层，很像地球的平流层。“直到现在我们还不知道母星如何直接影响行星的大气层。有很多理论，但现在我们有了第一个观察数据，”Fu说道。

相比之下，在地球上，大气层中的臭氧吸收紫外线并提高地球表面7至31英里处的温度。在KELT-20b上，来自恒星的紫外线辐射正在加热大气层中的金属，这就形成了一个非常强大的热反转层。

Fu指出：“KELT-20b的发射光谱跟其他热木星相当不同。这是令人信服的证据，表明行星并不是孤立地生活而是受到了其宿主恒星的影响。”

尽管超热木星不适合居住，但这种研究有助于为更好地了解可能适合居住的地球行星的大气层铺平道路。“如果我们不能弄清楚在我们拥有可靠的固体观测数据的超热木星上发生了什么，我们就没有机会从观测地外行星的较弱光谱中弄清楚发生了什么。这是对我们技术的一个测试，它使我们能够建立对物理特性的一般理解，如云的形成和大气结构，”Lothringer说道。