类似于镁和铁这样的重金属气体首次被检测到从一个绕着遥远的太阳运转的系外行星飘走。这是为什么呢？因为这颗与木星一样大的行星正在危险地绕着恒星运转。
图解：流进太空的巨型行星大气，WASP-121b是艺术家的概念，它的轨道非常靠近恒星，并且温度很高，导致大气中的重金属气体正在逃逸到太空中。 图片来自引擎室VFX /布里斯托尔科学中心/埃克塞特大学/ JPL
系外行星——环绕其他恒星运行的行星——·被发现其类型和大小多种多样，小到渺小的岩石世界，大到围绕其恒星运行的炽热的气态巨行星。 “天体音乐”这个词组浮现在脑海中，这是一个古老的哲学概念，将太阳，月亮和行星的运动视为一种音乐形式。 虽然该词组容易让人联想到古典旋律，但一颗系外行星似乎更适合重金属音乐类型。
行星WASP-121b是一颗距离地球900光年的炽热木星。 它的轨道与其恒星十分接近，其上层大气高达4600华氏度（2500摄氏度）。 其宿主恒星的引力使这颗行星变形为美式橄榄球的椭圆形。 该行星于2015年首次被发现，其质量是木星的1.8倍。
哈勃太空望远镜（HST）检测到从行星逸出的气体，铁镁气体，被称为“重金属”。这些经过同行评议的结果于2019年在《天文杂志》上被发表。
有证据表明，WASP-121b的低层大气过于炽热以致于铁和镁仍维持在气态的状态。 它们流向高层大气，在那里它们可以借助氢气和氦气的力量进入太空。 这是首次观测到此类气体逸出一颗炽热的木星系外行星。 正如马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学的研究员戴维·辛格所说：
之前在其他热木星上也发现过重金属，但仅仅是在低层大气中。所以你不能确定它们是否在逃逸。通过WASP-121b，我们可以看到镁铁气体距离行星很远，它们不受引力约束。重金属逃逸的部分原因是行星太大太膨胀，而它的重力又相对较弱。这是一颗正在被积极剥离大气层的行星。
图解：从新月到满月再到新月的五个橙色星球视图。利用美国国家航空航天局（NASA）Spitzer太空望远镜的图像，计算机模拟了wasp-121b的视图。 图片来自NASA / JPL-Caltech / Aix-Marseille University（AMU）/ Wikipedia
这个过程是如何发生的？ 首先，恒星本身比太阳更热，并且来自恒星的的紫外线加热了行星的高层大气。根据Sing的说法，逸出的铁镁气体还可能有助于进一步加热大气：
这些金属将使大气层在紫外线中变得更加不透明，这也可能有助于高层大气的加热。
这不仅会使行星的大气受到严重影响，行星自身也会受到严重影响。实际上，它已经接近恒星的引力将其撕裂的临界点。现在，它已经被拉伸成类似于足球的形状。WASP-121b为科学家提供了难得的观察机会，正如Sing所指出的：
我们选择了这个星球，因为它是如此的极端。 我们认为我们有机会看到更重的元素逃逸。 它是如此炽热且易于观察，是发现重金属的最佳选择。 我们主要是在寻找镁，但在其他系外行星的大气中也有铁的迹象。 不过，能够从数据中如此清晰地看到它，在距离行星如此遥远的高空看到它，真是令人惊讶。
马里兰大学的天文学家德雷克·戴明（Drake Deming）说：
这颗行星是超热木星的原型。 这些行星被它们的宿主恒星强烈地照射着，它们本身就像恒星一样。 行星被其恒星蒸发，以至于我们可以看到金属原子逃逸到高层大气中，在那里它们可以与行星的磁场相互作用。 这为观察和理解一些非常有趣的物理学提供了机会。
与其宿主恒星如此接近的炽热木星十分罕见。温度如此之高的更是少见。尽管它们十分罕见见，但是一旦你找到它们，它们就会脱颖而出。 我们期待进一步了解这个奇怪的星球。
WASP-121b的这些观测结果是全色比较外行星金库计划（PanCET）调查的一部分。 这是首次对20种不同系外行星进行大规模的紫外线、可见光和红外的比较研究，这些系外行星的大小从超级地球（地球质量的几倍）到木星（地球质量的100倍）不等。
图解：大型橙色系外行星，具有类似木星的平行回旋带。WASP-121b是一种被称为热木星的系外行星，例如HD 209458b（艺术家的概念）。 图片来自NASA / ESA / G。 Bacon（STScI）/ N。 Madhusudhan（UC）
通过研究WASP-121b和其他热木星，科学家可以了解更多有关行星如何失去原始大气的信息。仍在形成中的行星的大气层往往由重量较轻的氢气和氦气组成。但是随着行星靠近恒星，这些大气可以被剥夺。如Sing所述：
热木星主要由氢组成，哈勃对氢非常敏感，因此我们知道这些行星可以相对容易地损失气体。但以WASP-121b为例，氢气和氦气几乎像一条河流一样流出，并与它们一起拖曳这些金属。这是一种非常有效的质量损失机制。
WASP-121b还是即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜进行未来观测的理想目标，它将能够检查大气中的水和二氧化碳，并有助于对大气中的所有化学元素进行更全面的分析。这些数据将帮助科学家更好地了解像热木星这样的世界是如何形成的，以及整个行星系统的形成方式。
图解：左边是明亮的类太阳恒星，右边是椭圆形的足球形系外行星。WASP-121b是艺术家的概念，天文学家将其描述为重金属系外行星。 这个行星过于炽热，镁和铁的气体（被称为“重金属”，因为这些元素的原子量大于氢或氦的原子量）正在逃逸到大气中。 同时，主恒星的引力正在拉动行星及其大气，使其伸展成足球形状。 图片来自NASA / ESA / J. Olmsted（STScI）/哈勃望远镜
参考资料
1.维基百科全书
2.天文学名词
3. Paul Scott Anderson-Calm- earthsky
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