系外惑星の大気でこれまでに発見された最も重い元素

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天文学者は、液体の鉄と宝石が空から降り注ぐ、焼けるように暑い 2 つの太陽系外惑星の大気の高いところに、予想外の化学元素を発見しました。

太陽系外の別々の恒星を周回する 2 つの太陽系外惑星は、WASP-76b と WASP-121b と呼ばれる超高温ガス巨星です。 天文学者は、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡を使用して、各太陽系外惑星の大気中の高高度でバリウムを検出しました。

バリウムは、太陽系外惑星の大気中でこれまでに発見された中で最も重い元素です。 ジャーナル Astronomy & Astrophysics は、木曜日に発見を詳述した研究を発表しました。

WASP-76b と WASP-121b は、発見されるたびに科学者にとってより奇妙に見えます。

「不可解で直観に反する部分は、なぜこれらの惑星の大気の上層にこれほど重い元素があるのか​​ということです。」 ポルト大学と天体物理学および宇宙科学研究所の博士課程の学生である筆頭研究著者のトマス・アゼベド・シルバは、次のように述べています。 ポルトガルで、声明で。

「これはある意味で『偶然の』発見でした。 特にバリウムを期待したり探したりしたわけではなく、系外惑星ではこれまで見られなかったので、これが実際に惑星から来ていることをクロスチェックする必要がありました。」

どちらの太陽系外惑星も、太陽系で最大の惑星である木星と同じくらいの大きさですが、表面温度は華氏 1,832 度 (摂氏 1,000 度) をはるかに超えています。

WASP-76b と WASP-121b の急激な温度上昇は、各惑星が近くにあるという事実に起因します。 主星まで、約1日か2日で1周します。

2015 年に初めて発見された WASP-121b は、地球から約 855 光年の距離にあります。 太陽系外惑星には輝く水蒸気の大気があり、周回する星の強い引力により、星はフットボールの形に変形しています。

惑星は潮汐固定されています。つまり、惑星の同じ側が常に星に面しています。 これは、月が地球を周回する方法に似ています。 日中の温度は、大気の最深層で 4,040 F (2,227 C) から始まり、最上層で 5,840 F (3,227 C) に達します。

科学者は 2016 年に初めて WASP-76b を発見しました。これは、地球から 640 光年離れた魚座の星を周回しています。 この太陽系外惑星も潮汐固定されているため、星に面する昼側の温度は 4,400 F (2,426 C) を超えます。

太陽系外惑星の焼けるように暑い性質は、それらに異常な特徴と天候を与えました。 サイエンス フィクションの何かのように。 科学者たちは、WASP-76b では空から液体の鉄の雨が降り、WASP-121b では金属の雲と液体の宝石が形成されると考えています。

各惑星の上層大気でバリウムが検出されたことは、研究者たちを驚かせました。 要素は鉄より 2 1/2 倍重いです。

「惑星の高い重力を考えると、バリウムのような重元素が大気の下層に急速に落ちることが予想されます」と、研究の共著者であるポルト大学および天体物理学宇宙科学研究所のポスドク研究員であるオリビエ・デマンジョンは述べています。ポルトガルで、声明で。

太陽系外惑星でのバリウムの発見は、超高温ガス巨人が予想以上に異常な特徴を持っていることを示唆しているかもしれません。

地球上では、花火が打ち上げられると、バリウムは夜空に鮮やかな緑色として現れます。 しかし、科学者たちは、これらの巨大ガス惑星の大気中に重元素が非常に高い位置に出現する原因となっている自然のプロセスについては確信が持てていません。

研究チームは、岩石系太陽系外惑星および安定分光観測用の ESPRESSO 装置、または Echelle SPectrograph を使用しました。 チリの超大型望遠鏡で、各惑星の大気を通過する星の光を研究しました。

「ガス状で高温であるため、大気は非常に広がっているため、小さい惑星や低温の惑星よりも観測や研究が容易です。」

将来の望遠鏡は、地球に似た岩石を含む太陽系外惑星の大気層内の詳細を調べて、銀河全体の異常な世界の謎を解き明かすこともできます。

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