外星大气层系外行星WASP-76b上探测到的"彩虹"会降下熔铁

每种光彩都是独一无二的，这取决于行星大气层的成分和照亮它的恒星发出的光的颜色。WASP-76（WASP-76b的"太阳"）是一颗黄白色的主序星，就像我们的太阳一样，但不同的恒星会产生不同颜色和图案的光辉。图片来源：欧空局，由 ATG 根据欧空局合同完成。CC BY-SA 3.0 IGO, 已编辑

如果系外行星所围绕的"太阳"--恒星发出的光被由完全均匀物质组成的云层反射，就会出现类似彩虹的发光现象。如果这一假设得到证实，这将是在太阳系外首次发现这种现象。这项工作是与欧洲航天局（ESA）和伯尔尼大学（UNIBE）合作完成的，发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）上。

WASP-76b是一颗超热巨行星。它绕其主恒星运行的距离比水星绕太阳运行的距离近12倍，接收到的辐射是地球上太阳辐射的4000多倍。"系外行星被恒星的强烈辐射'膨胀'了。因此，虽然它的质量比我们的表兄弟木星小 10%，但它的体积却几乎是木星的两倍，"这项研究的共同作者、联合国大学理学院天文学系助理教授莫妮卡-伦德尔（Monika Lendl）解释说。

在地球上形成岩石的元素熔化并蒸发，形成铁云，滴下熔融的铁雨。

自2013年被发现以来，WASP-76b一直是天文学家密切关注的对象。一幅奇异的地狱图景已经出现。这颗行星的一侧始终面向恒星，温度高达2400摄氏度。在地球上会形成岩石的元素在这里熔化并蒸发，然后在温度稍低的夜间一侧凝结成铁云，滴下熔融的铁雨。

最令天文学家不安的观测结果之一是行星两个终结点之间的不对称。终点线是将行星的白天和黑夜分隔开来的假想线。就 WASP-76b 而言，观测结果显示，与西侧的终结点相比，来自行星东侧终结点的光量有所增加。

为了解开这个谜团，天文学家利用 CHEOPS 太空望远镜进行了不少于 23 次观测，历时三年。欧空局的这颗卫星由瑞士驾驶，其科学运营中心设在联合国大学天文学系，它观测到了这颗行星的多次二次食（当它从恒星后面经过时）和几条相位曲线（在这颗行星转一圈的过程中进行连续观测）。

艺术家对 CHEOPS 的印象。图片来源：© ESA / ATG medialab

将这些新数据与其他望远镜（TESS、哈勃和斯皮策）的数据相结合，天文学家们提出了一个令人惊讶的假设，来解释这颗行星东侧多余的光通量："这种意想不到的发光可能是由一种强烈的、局部的和各向异性的反射引起的--即一种取决于方向的反射--我们称之为光辉。"葡萄牙西班牙天文科学研究所（Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço）的研究员、本研究的第一作者奥利维尔-德曼吉恩（Olivier Demangeon）解释说："这种意想不到的光辉可能是由一种强烈的、局部的、各向异性的反射造成的，即一种取决于方向的反射。"

光辉是地球上常见的现象。在金星上也观测到过这种现象。当光线被由完全均匀的水滴组成的云层反射时，就会产生类似彩虹的效果。在地球上，水滴是由水构成的，但在 WASP-76b 上，这些水滴的性质仍然是个谜。有可能是铁，因为在这颗行星极热的大气层中已经检测到了铁。在 WASP-76b 上探测到这种现象，在太阳系外尚属首次。

在如此遥远的距离上找出其他同样重要的现象。

"之所以在太阳系外从未观测到过这种光辉，是因为这种现象需要非常特殊的条件。首先，大气颗粒必须是几乎完美的球形，完全均匀，并且足够稳定，以便长时间观测。这些液滴必须被行星的主星直接照亮，而且观测者--在这种情况下，CHEOPS--必须处于正确的位置，"Olivier Demangeon 解释说。

不过，还需要更多的数据来证实，WASP-76b东侧终结者上这一令人好奇的过量光是一种光辉。这种确认将证明存在由完美的球形液滴组成的云层，这些液滴至少已经存在了三年，或者正在不断地自我更新。要使这样的云层持续存在，大气层的温度也必须长期保持稳定--这是对WASP-76b上可能发生的事情的一个引人入胜的详细了解。

在如此遥远的距离上探测到如此微小的现象，将使科学家和工程师们能够发现其他同样重要的现象。例如，液态湖泊和海洋对星光的反射--这是宜居性的一个必要条件。

编译自:ScitechDaily