經過十年的搜尋和驗證，一個研究團隊發現了一顆新的系外行星，你可以說它熱得發燙。根據今天發表在《自然》雜誌上的一項研究，這個天體是有史以來發現的最熱的巨型系外行星。“KELT-9b”之所以引起天文學家的興趣，不僅是因為這種高溫勢必會在其大氣層中產生不尋常的化學反應，還因為它為更深入的研究提供了機會。
“我們對大自然給予我們的怪異事物很著迷，”俄亥俄州立大學的天文學家、該研究負責人B. Scott Gaudi說，他解釋了為什麼他的學術圈對KELT-9b如此好奇。首先，這顆行星擁有令人印象深刻的熱量。Gaudi和他的團隊計算出，KELT-9b的黑暗面溫度約為3777攝氏度（6830華氏度），而暴露在恆星一側的溫度為4327攝氏度（7820華氏度）。這使得KELT-9b比下一個最灼熱的系外行星WASP-33b還要熱近20%。這顆新行星的高溫歸功於其母星KELT-9。這顆恆星屬於A型恆星，是第三熱的類別。它是同類型中第七顆被發現擁有系外行星的恆星，並且大約有3億年的歷史，它特別年輕且熾熱——確切地說是9897攝氏度（17846華氏度）。這幾乎是我們太陽溫度的兩倍。
極端條件帶來極端屬性。KELT-9b接收到的太陽輻射量是WASP-33b的700倍。這個量類似於整個K型恆星（第二冷的型別）的光芒，並且足以將分子分解成構成原子。因此，Gaudi預測，KELT-9b的大氣層中充滿了像恆星一樣混亂的離子。馬里蘭大學的天文學家Drake Deming對此表示贊同。“KELT-9b是一顆混合的行星-恆星。它具有行星的質量，[但]卻擁有像恆星一樣的大氣層，”他說。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將有助於確保未來有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
該小組的發現也可能以一種不那麼引人注目但同樣重要的方式影響天文學研究。“總的來說，圍繞高質量恆星的行星群相對來說沒有被探索，”Gaudi說。早期的系外行星發現發生在低質量恆星周圍。這些發現激發了研究人員追求越來越低質量恆星的趨勢。為了在KELT（千度極小望遠鏡）專案中開闢自己的利基，Gaudi和他的團隊將目標對準了高質量恆星。Gaudi解釋說，KELT-9b的發現可能會鼓勵更多的研究人員深入研究通常研究的光譜另一端的行星。Deming還認為，這一發現為研究系外行星開闢了新途徑。“這是一種新型行星，”Deming說。“我認為我們會發現更多這樣的行星。”
即使對大質量恆星伴星的搜尋不斷增加，研究人員也將繼續他們對KELT-9b的研究。普林斯頓大學的天體物理學家Adam Burrows（未參與這項研究）表示，這顆行星是各種望遠鏡進行高質量、精確表徵的良好候選者，因為它的亮度水平非常適合在整個電磁頻譜中進行後續檢查。“它對儀器來說足夠亮，但又不會太亮，”他說。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（一種紅外望遠鏡，計劃於明年發射）可能特別適合觀測KELT-9b。Gaudi渴望看到其他儀器也嘗試觀測KELT-9b，例如老化的哈勃太空望遠鏡和NASA的凌日系外行星巡天衛星，該衛星也預計將於2018年發射。他說：“這顆行星是迄今為止我們擁有的任何單顆行星進行表徵的最佳目標之一。”
在Deming看來，KELT-9b的可及性才是真正使這顆行星與其他奇異發現不同的地方。他笑著承認他很高興KELT-9b不適合居住。“我感興趣的是我可以測量的東西，”他解釋說。“那些可居住的世界很難測量，而這個是可以測量的。”
然而，Gaudi和他的團隊不僅僅對精確的測量感興趣。他們有一整套他們想進一步瞭解的KELT-9b屬性列表。事實上，這顆行星是如此的奇怪，以至於Gaudi的一位研究生和他打賭一瓶單一麥芽威士忌，說他們甚至沒有發現行星（顯然Gaudi贏了）。鑑於其質量幾乎是木星的三倍，KELT-9b出乎意料地膨脹：大多數超重世界的質量是木星的數倍，但直徑卻大致相同，由於其巨大的引力場而被壓縮成木星大小的天體。相比之下，KELT-9b的直徑幾乎是木星的兩倍。由於一些尚不完全清楚的原因，這顆行星的軌道也是從極點到極點圍繞其恆星執行，而不是像預期的那樣圍繞赤道執行。Gaudi認為，鑑於該行星從恆星接收到如此多的熱量，它的大氣層必定會沸騰並進入太空，因此他想知道這種情況發生的速度是多少。Gaudi的一位同事，賓夕法尼亞州立大學的天文學家Thomas G. Beatty對行星黑暗面正在醞釀的分子混亂最為好奇。他說，在恆星的直接光線之外的溫度下降足以誘使氫原子重新結合。這個過程可能類似於地球上最熱的焊接型別。“真正的樂趣從那裡開始，” Beatty說。
KELT-9b的獨特之處還在於它靠近其巨大的、狂暴的A型恆星。此前對較老、較冷的A型恆星的研究發現，很少有像KELT-9b這樣的大型且緊密軌道行星——也許是因為隨著時間的推移，這些恆星會冷卻和膨脹，從而吞噬任何不幸地緊密環繞的行星。Gaudi發現一顆非常緊密地圍繞一顆年輕的A型恆星執行的行星，他認為，搜尋其他正在經歷恆星-行星演化中間步驟的組合，將有助於天文學家解開為什麼大多數較老的A型恆星缺乏伴星的謎團。
外太空不會輕易放棄它的寶石。因此，當像KELT-9b這樣奇妙的東西也可以用今天的技術進行徹底的戳和探查時，天文學家將難以抵擋它的吸引力。雖然研究小組幾個月前提交了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的專案想法，但Deming感覺一些團隊會想改變方向，轉而研究KELT-9b。如果是這樣的話，這顆灼熱的行星的眾多發現必將擴大天文學家認為可能的範圍。“每次我們掀開一塊石頭，我們都會發現一顆新的系外行星，我們都必須回到繪圖板，”Gaudi說。在那之前，Gaudi還有幾杯威士忌可以享用。