极端“热木星”系外行星臭得像臭鸡蛋，并有肆虐的玻璃风暴

拓牛李强

热木星HD 189733 b的插图不要被其平静的大理石般的外观所愚弄。（图片来源：NASA/Robert Lea（与Canva共同创作））

据美国太空网（Robert Lea）：天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发现，距离地球最近的“热木星”行星之一散发着臭鸡蛋般的臭味。这个星球已经因其致命的玻璃雨、极端温度和时速5000英里（8046公里）的侧风而臭名昭著，但这一发现让这个世界看起来更加不友好。

JWST的臭鸡蛋结论源于在这颗系外行星或“系外行星”的大气层中发现了硫化氢，硫化氢是一种散发出臭鸡蛋臭味的分子

这可以告诉科学家巨型气体行星的大气层是如何受到硫的影响的，硫被认为是行星形成的重要元素。

有问题的系外行星是HD 189733 b，这颗行星的大小和质量约为木星的1.13倍。这颗行星于2005年被发现，位于距离地球约65光年的Vulpecula星座。

HD 189733 b绕其恒星运行的距离约为300万英里（480万公里），约为地球和太阳距离的3%。它炎热的大气和玻璃镶边的云层给它一种欺骗性的、几乎平静的蓝白大理石外观。

约翰斯·霍普金斯大学天体物理学家、团队负责人傅光伟在一份声明中表示：“硫化氢是一种我们不知道存在的主要分子。我们预测它会存在，我们知道它在木星上，但我们还没有真正在太阳系外探测到它。”。“我们在这颗行星上寻找生命并不是因为它太热了，但找到硫化氢是在其他行星上找到这种分子的垫脚石，也是对不同类型行星如何形成有更多了解的垫脚砖。”

傅和他的同事不仅能够探测到HD189733b大气中的硫化氢，而且还测量了该行星的整体硫含量。此外，该团队还能够确定这颗系外行星的氧气和碳来源，发现水、二氧化碳和一氧化碳。

傅继续说道：“硫是构建更复杂分子的重要元素，与碳、氮、氧和磷酸盐一样，科学家需要对其进行更多的研究，以充分了解行星是如何形成的以及它们是由什么组成的。”。“假设我们研究了另外100个热木星，它们都是硫增强的。这意味着它们是如何出生的，以及它们与我们自己的木星形成的不同？”

HD 189733 b比木星“更金属”吗？

尽管它的性质反复无常，气味难闻，但它所环绕的恒星HD 189733很乐意与这颗系外行星保持距离。HD 189733 b围绕其恒星的轨道非常紧密，其轨道将与太阳系第一颗行星水星绕太阳13周的轨道相吻合。

这种接近使HD 189733 b成为一颗“热木星”行星，这个世界与太阳系最大质量的行星一样大或更大，围绕其恒星运行的距离比太阳系气态巨星离太阳的距离要近得多。HD 189733 b实际上是我们所知的最接近地球的热木星，它穿过或“凌日”它的恒星表面。

这不仅意味着HD 189733 b与恒星的距离仅为2.2个地球日就完成了轨道运行，还意味着这颗木星大小的行星的温度约为1700华氏度（927摄氏度）。这热得足以熔化铅。

HD 189733 b被“潮汐锁定”在其恒星上。这意味着这颗行星的一面，即它的“白天”，永远面对HD 189733，并受到辐射的轰炸，而另一面，它的“夜晚”，总是面向太空。地球白天的热量足以蒸发玻璃，而世界上每小时5000英里（8046公里）的风将玻璃蒸汽吹到更凉爽的夜晚，在那里凝结并形成玻璃雨。然而，由于HD 189733 b的极端风，这场玻璃雨不仅仅是落下的；它以高速侧向切入。

研究小组发现，这个又臭又可怕的星球缺乏甲烷。此前，人们曾怀疑这种分子在HD 189733 b的大气层中含量丰富，但JWST的这次调查已经排除了这种可能性。

傅说：“我们一直认为这个星球太热了，不可能有高浓度的甲烷，现在我们知道事实并非如此。”。

这个星球绝对是极端的，但它有多“金属”？



艺术家对太阳系外行星HD 189733b的印象，其母恒星在其身后若隐若现。（图片来源：欧空局/美国国家航空航天局/弗雷德里克·庞特，日内瓦大学天文台）

对天文学家来说，“金属”是指比氢和氦这两种宇宙中最轻的元素更重的任何元素。这个团队真正感兴趣的一件事是行星上的金属含量，这可以帮助他们确定世界的“金属含量”与质量之间的关系。

在太阳系中，较小的冰巨星海王星和天王星比较大的气态巨星木星和土星富含金属。这向科学家们表明，冰巨星在形成过程中收集了更多的冰、岩石和其他重元素，而不是氢和氦。傅和团队正在测试质量和金属之间的关系是否也适用于系统外的行星。

傅说：“这颗木星质量的行星离地球很近，已经得到了很好的研究。现在我们有了这一新的测量结果，表明它所含的金属浓度确实为研究行星的成分如何随质量和半径变化提供了一个非常重要的锚点。”。“这些发现支持了我们对行星如何在最初的核心形成后产生更多固体物质，然后被重金属自然增强的理解。”

该团队现在想追踪硫在其他系外行星大气层中移动的过程。这将帮助他们确定这种元素的浓度如何随着距离母恒星的距离而变化。

傅总结道：“我们想知道这些行星是如何到达那里的，了解它们的大气成分将有助于我们回答这个问题。”。

该团队的研究于周一（7月8日）发表在《自然》杂志上。