系外行星大气中首次发现铁

《自然》杂志最近发表的一项研究证实，在外行星KELT-9b的大气层中发现了铁和钛。

KELT-9b是一颗超高温类木行星。这种行星是恒星和气态巨行星之间的过渡天体。天文学家先前预测KELT-9b的大气是无云的。尽管铁是丰度最高的过渡金属元素，但由于其良好的耐火性，天文学家从未在系外行星的大气中直接检测到铁。然而，在高温下，大气中的铁和其他过渡金属元素不是以结合分子或云粒子的形式存在，而是以原子的形式存在，因此天文学家预测，在KELT-9b的可见波长范围内可以探测到铁谱线。

2017年7月31日晚至8月1日，瑞士伯尔尼大学的Jens Hoeijmakers、Kevin Heng及其同事利用装在西班牙加那利群岛拉帕尔马岛国家伽利略天文望远镜上的北高精度径向速度行星探测器(HARPS-N)光谱仪，在KELT-9b高分辨率透射光谱中确定了金属元素谱线。

研究人员分析了当KELT-9b经过其母星前时收集的数据，并检测到中性铁原子、初级离子化铁(铁和铁+)和初级离子化钛(钛+)。研究小组还发现，检测到的铁+谱线比铁谱线更强，这意味着KELT-9b大气温度超过4000 Kelt度。

先前的研究表明，KELT-9b大约有木星那么大。由于KELT-9是紧挨着母星的最热的A类恒星，面对母星的一侧温度非常高，科学家们将KELT-9b的白天温度设定为4600开尔文，这比大多数恒星都要高。科学家推测，在由金属原子组成的KELT-9b大气中没有分子。当然，炽热的母星发出的极端紫外线辐射也在不断攻击和侵蚀大气层。(唐毅宸)

相关文件信息:DOI:10.1038/s 11586-018-0401-y

中国科学新闻(2018-08-21，第二版国际)