類木行星WASP-121b的奇異世界

北辰

天文學(xué)家一直在仰望星空，想為人類找到一個(gè)宜居的家園。如今，他們已經(jīng)找到了很多太陽系以外的行星。但出乎意料的是，他們并未找到多少像地球這樣的巖石固體行星，找到的都是一些意想不到的龐然大物，像我們太陽系的木星那樣，是由氣體構(gòu)成的“虛胖子”，我們一般稱呼它們?yōu)椤邦惸拘行恰薄?/p>

這些巨行星不發(fā)光，但會(huì)發(fā)熱。它們圍繞在恒星的身邊，從恒星那里吸收了很多的熱量，繼而發(fā)熱并放射出紅外線。紅外觀測技術(shù)可以告知我們那里的信息，從而進(jìn)一步推測那里的真實(shí)情況。借助這種技術(shù)，天文學(xué)家終于認(rèn)識到“大塊頭有大智慧”，其中類木行星WASP-121b就構(gòu)筑了一個(gè)非常奇異的世界，完全不同于我們的認(rèn)知，讓人大開眼界。

類木行星WASP-121b 體積巨大

WASP-121b是一顆太陽系以外的行星，在2015年被發(fā)現(xiàn)之后，就受到了天文學(xué)家的關(guān)注。他們使用紅外線望遠(yuǎn)鏡研究這顆類木行星。這顆行星質(zhì)量為木星的1.18倍，半徑為木星的1.81倍。它的恒星WASP-121A距離地球880光年，和太陽類似，并沒有什么過人之處。但令人感到新奇的是這顆行星圍繞著恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的周期是30.6小時(shí)，也就是說，那里的一年只有30.6小時(shí)。

出現(xiàn)這么快的公轉(zhuǎn)速度，是因?yàn)閃ASP-121b距離恒星WASP-121A實(shí)在太近了，它的軌道始終處于引力鎖定狀態(tài)，也只有這樣，它才能與WASP-121A保持穩(wěn)定的距離。否則，它會(huì)遠(yuǎn)離恒星的引力，飛向無盡的宇宙深處;或者，會(huì)逐漸靠近恒星，最終墜落到恒星上。無論是哪一種結(jié)局，都是十分漫長的過程。也正是因?yàn)榕c恒星的距離太近，它被恒星的引力拖拽得有點(diǎn)變形。嚴(yán)格來說，它是一個(gè)橢圓形的星球，就像是一枚雞蛋在自己的軌道上向前滾動(dòng)。

WASP-121b在環(huán)繞恒星的運(yùn)行中，只能一面對著恒星，另一面背對著恒星。其中，面對著恒星的一面永遠(yuǎn)都是白天，背對著恒星的一面永遠(yuǎn)都是黑夜。因此，這顆行星上沒有日夜輪回的變化，是一顆單調(diào)的行星。

2017年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，WASP-121b的云層中出現(xiàn)了水分子，這是首次在行星上發(fā)現(xiàn)水分子。

水分子當(dāng)然不能直接被天文學(xué)家觀測到，但水分子的光譜明確地向我們宣告它的存在，這個(gè)消息傳來引發(fā)了很大的震動(dòng)，似乎距離發(fā)現(xiàn)外星生命又進(jìn)了一步。但是天文學(xué)家們清楚地認(rèn)識到，WASP-121b上不可能出現(xiàn)外星生命。這是因?yàn)槟抢锏臏囟葘?shí)在是太高了，是生命的禁區(qū)。

天文學(xué)家們認(rèn)為，WASP-121b有獨(dú)特的“降雨”方式。因?yàn)檫@是一顆氣體星球，沒有固定的陸地，所以地面上不會(huì)積蓄水分，也就不可能存在地球上的降雨模式。水蒸氣自有一個(gè)匪夷所思的循環(huán)過程。

這個(gè)星球面向恒星的一面溫度實(shí)在太高了，水分子被極高的溫度撕裂，變成了氧原子和氫原子。這些原子會(huì)隨著大氣環(huán)流被吹到黑暗的一面，那里的溫度相對較低，氧原子和氫原子重新結(jié)合成水分子。由于黑半球與白半球的溫度存在很大的落差，導(dǎo)致了彌漫全球的大風(fēng)。大風(fēng)把水分子吹拂到白天的一面，再一次受到高溫的炙烤，變成氫原子和氧原子，這就形成了循環(huán)。這種循環(huán)大概每20個(gè)小時(shí)就會(huì)完成一個(gè)周期。水分子的光譜通常出現(xiàn)在這個(gè)星球黑白分界的地方，也會(huì)出現(xiàn)在黑夜的地方。

WASP-121b 從恒星WASP-121A 身邊經(jīng)過

科幻作家想象的炙熱行星

WASP-121b是一個(gè)奇妙的星球，是迄今天文學(xué)家研究最為透徹的太陽系外的行星。在它的大氣層中，發(fā)現(xiàn)了釩、鐵、鉻、鈣、鈉、鎂、鎳、鋁和鈦。這就意味著這里包含著氧化鋁，很可能會(huì)與釩、鐵、鉻或鈦等雜質(zhì)混合在一起，而這正是紅寶石和藍(lán)寶石的成分。這些金屬元素被高溫熔化成一大片混雜的氣體，當(dāng)環(huán)球的大風(fēng)暴把它們吹到黑半球的時(shí)候，就會(huì)凝結(jié)成寶石。

人們常說，夜空中的星星就像是寶石，但在這個(gè)星球上則正好相反，這些寶石像是星星，它們會(huì)在高處反射恒星的光芒，就像星星那樣璀璨奪目。如果寶石的質(zhì)量超過了大氣的承載能力，那么它們就會(huì)從天空中墜落下來。于是，這個(gè)星球就下起了寶石雨。

此外，還有少量的重金屬元素在大氣層中化成了蒸汽，受到恒星WASP-121A的吸引，一點(diǎn)點(diǎn)地飛升到太空。流失的物質(zhì)彌漫在WASP-121b身邊，阻擋了真實(shí)的星空。于是，這些正在落下的寶石，以及沒有落下的寶石更為明亮，閃爍的光芒更像是黑半球夜空中的星星。

WASP-121b 環(huán)繞恒星WASP-121A一周的變化