伯尔尼大学 这个星球，可熔化铁和钛，它的温度究竟有多高？
在探索系外行星的过程中，天文学家们发现了一些真正有有趣的东西！除了发现“超级木星”（这些系外行星的质量是木星的好几倍）外，还发现了许多“热类木星”。这些气体巨星紧紧围绕着它们的恒星转动，在一些情况下，这些行星的温度高到可以熔化石头和金属。
这就是“超热木星”名字的由来，并且在去年发现了温度最高的“超热木星”。根据一个国际天文学小组的最新研究发现，这颗行星的温度足以将金属气化。它就是著名的KELT-9b，一颗距离地球650光年，大气层温度超过4000摄氏度（7232华氏度）的气体巨星。
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这个国际天文学小组是由日内瓦大学（UNIGE）和伯尔尼大学（UNIBE）的博士后Jens Hoeijmakers领导。该小组的成员包括：美国国家研究能力中心（UCCR）行星小组成员和日内瓦大学的系外行星未来高层大气光谱研究小组（FOUR ACES1）成员。
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图解：艺术家对KELT-9b（超热木星）的印象，它是一颗离地球约650光年的炽热年轻恒星。图片来源：NASA / JPL-Caltech
这个由来自日内瓦大学，伯尔尼大学，苏黎世大学（UZH）和洛桑大学（UNIL）研究员组成的小组，致力于描述系外行星的特征。来自剑桥大学卡文迪什天体物理学和MRC分子生物实验室，卡利亚里天文台和罗克德洛斯穆沙乔斯天文台也为该小组提供支持。
这项研究描述了它们的发现----“系外行星KELT-9b的大气层中含有铁和钛原子”----最近发表在科学杂志《自然》上。为了进行研究，该小组试图限制超热木星的化学成分，因为这些在气态巨行星和恒星边界状态的行星，可以帮助天文学家更好的了解系外行星形成的过程。
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为此，他们选择了KELT-9b,这颗由天文学家于2017年使用千度极小望远镜（KELT）发现的行星。像所有超热木星一样，这颗行星的轨道非常靠近它的恒星，其轨道半径比地球到太阳的距离近30倍，公转周期也只有36小时。这导致，它的表面温度超过4000摄氏度（7232华氏度），比许多恒星的温度都要高。
在此基础上，Hoeijmakers博士和他的同事们进行了一项理论研究，预测该行星的大气中铁蒸汽的存在。正如泊尔瓦大学教授兼该研究的合著者Kevin Heng，在最近的泊尔瓦大学的新闻发布会上解释说：
“这些模拟结果表明，在那里发现的大多数微粒是以原子的形式存在的，因为在这种极端的高温条件下，粒子间的碰撞会破坏将原子连接在一起的化学键。”
该团队根据北半球高精度径向速度行星搜索器（HARPS-North or HARPS-N)光谱仪在一次系外行星凌日过程中捕获的数据，检验了这一预测。在凌日过程中，可以看到恒星的光穿过大气层，用分光计检查这些光线，可以发现大气层中的化学成分。
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他们的发现强烈表明：不仅是单电离的铁原子还有单电离的钛原子，其熔点都显著高于1250摄氏度（2282华氏度），为1670摄氏度（3040华氏度）。Hoeijmakers对此解释说：“根据理论预测，我们就像找藏宝图一样，当我们深入挖掘数据时，我们会发现更多的宝藏。”
这项研究除了揭示新一类超热木星的组成成分，还向天文学家们展示了一些神秘的事物。例如：科学家们相信，一些行星会因为在靠一颗明亮恒星较近的轨道上运行而蒸发，就行KELT-9b一样。正如的研究表明那样，恒星的辐射会严重分解像铁和钛这样的过渡金属。
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尽管KELT-9b的质量很大不可能完全蒸发，但新的研究表明恒星的辐射对行星大气层成分有很大的影响。在较冷的气态巨星上，像铁和钛这样的元素，被认为是以气态氧化物或者尘埃粒子的形式存在的，这是很难探测到的。但是在KELT-9b中，这些元素是以原子的形式存在，这便使得他们易于被检测到。
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图解：艺术家对KELT-9b落日的印象是，该星球的大气层温度很高，足以蒸发铁和钛等重金属。图片来源：?Denis Bajram
David Ehrenreich日内瓦大学FOUR ACES小组的首席研究员，同时也是这项研究的合著者。他说道：“这颗行星是一个独特的实验室，可以用来研究在强烈的恒星辐射下大气成分是如何演变的。”展望未来，该团队还预测，使用现有的望远镜应该可以观测到行星大气层中的气态铁原子。
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