Smertrios行星围绕其黄矮星运行，周围环绕着一个蓝色光环，代表其大气中的水（图片来源：uux.cn/Robert Lea（与Canva共同创建））（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（Robert Lea）：天文学家可能已经在一颗炽热的行星的大气层中发现了水的存在，这颗行星也是有史以来发现的最“金属”世界之一。这颗行星的形成仍然是一个谜，可以通过这一发现来解决。所讨论的太阳系外行星或“系外行星”是HD 149026 b，也被称为“Smertrios”，意思是“Purveyor”或“提供者”，在盖尔传统中被尊为战神。Smertrios围绕一颗名为HD 149026的黄色亚巨星运行，该恒星距离地球约247光年。这颗行星距离其母恒星约400万英里，在不到三个地球日的时间内完成一个轨道。斯默特里奥斯的宽度约为木星的四分之三，被归类为“热土星”，这是一类以太阳系较小的气态巨星命名的行星。Smertrios与其恒星的接近意味着它在潮汐上被一个永久的日侧锁定，该日侧始终面向其主星，那里的温度高达2600华氏度（1420摄氏度）。相对凉爽的夜晚总是面向太空。但是，Smertrios的密度和组成，是2005年它穿过或“穿越”恒星表面时发现的，这才是真正让它变得奇怪的地方。“热土星是一种被称为‘热气体巨星’的系外行星。热气体巨星是指大小与木星或土星相似，但绕其主星运行距离极近的系外星球。通常，它们的轨道周期不到十天，这意味着这些行星上的一年可能不到一周！”该发现背后的团队成员、东京大学天文学研究员赛义德·阿里·拉菲告诉Space.com。“这颗行星特别有趣，因为它是迄今为止我们所知的金属最丰富、密度最大的气体巨星之一。”当像阿里·拉菲这样的天文学家提到“金属”时，它们是比氢和氦重的元素。当詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）在2023年观测斯默特里奥斯时，这台强大的太空望远镜发现，这颗行星的金属丰度，即金属与氢的比例，远高于大多数热土星和更大的热木星。斯默特里奥斯的这一比例也比太阳系巨星木星和土星大得多。金属通常被认为与气态巨行星的质量成反比。这意味着一个天然气巨头越大，它应该拥有的金属就越少。斯默特里奥斯无视这一趋势。这颗行星还被发现有一个异常大的固体核心，这就是为什么它的密度如此之高。阿里·拉菲说：“这颗行星的组成似乎与我们目前对热气巨星的形成方案不符，直到今天，这仍然是一个谜。”。“这表明了观测行星大气层的重要性，因为它可以通过其大气特性（如金属量和碳氧比）帮助揭示行星的形成历史。”斯默特里奥斯的风向是怎样的？为了研究Smertrios的奇怪大气，并希望发现为什么这颗行星如此“金属”，Ali Rafi和他的同事转向了西班牙卡拉尔阿托天文台的CARMENES光谱仪。元素和化学分子吸收和发射特征波长的光。当像Smertrios这样的行星经过其恒星表面时，其大气层中的元素会在过滤后的星光中留下“指纹”。卡门可以读取这些指纹，告诉天文学家大气层是由什么组成的。用CARMENES对Smertrios的调查揭示了水蒸气的指纹。这有助于更好地限制地球大气层中其他元素的丰度。Ali Rafi解释说，假设Smertrios等热气巨星的大气中元素氧比元素碳更丰富，这意味着水和一氧化碳是可以解释该大气性质的两种最丰富的“示踪剂”物种。“因此，如果我们能限制这两种分子的丰度，我们就能限制大气中的碳氧比，这非常重要，因为它可以作为HD 149026 b等气态巨行星形成和演化历史的一种示踪剂特征，”Ali Rafi补充道。“在大气中寻找水是这种表征的第一步，因此它很重要。”斯默特里奥斯（中）海王星（左）和木星（右）的大小比较（图片来源：uux.cn/Robert Lea（与Canva共同创建））然而，这并不是团队对Smertrios的全部发现。这颗炽热的土星行星给研究人员带来了相当大的惊喜。通常，在潮汐锁定的热气巨星上，炎热的白天和较冷的夜晚之间的巨大温差会产生极快的大气风，速度可达5000英里/小时（8046公里/小时）。这些风通常从这些行星的白天吹到夜晚，因为大多数其他行星上的风从高温区域移动到低温区域。然而，斯默特里奥斯的风似乎正朝着相反的方向吹，从地球的夜晚到白天。阿里·拉菲解释说：“因为我们在行星凌日时看到了它，吹向夜晚的风意味着它们吹向观察者的方向，这将导致行星吸收光谱蓝移。”。“然而，我们发现它发生了红移，这对我们来说是一个很大的惊喜。我们可以想到几种可能解释事实的情况，即实际上可能有风从夜晚吹到白天。”阿里·拉菲解释说，一种可能性是，这些风可能发生在深层大气中，导致光谱红移。研究人员补充说，另一种可能性是Smertrios的轨道不是圆形的，而是扁平的或“偏心的”，这可能会导致团队没有考虑的光谱发生变化。阿里·拉菲补充道：“我们需要额外的观察来证实这些情况，甚至是否有其他替代方案。”。天文学家现在将继续研究这个奇怪的热土星，以确认水蒸气的探测。阿里·拉菲总结道：“需要更多关于这颗行星的凌日观测数据来跟进我们的结果。我们现在正在努力确认水的证据，寻找其他大气物种，并限制它们的丰度，以更精确地估算金属丰度和碳氧比。”。“希望这能帮助我们阐明Smertrios的形成和进化历史！”该团队研究的同行评审前版本发表在论文库网站arXiv上。 科技日报记者 张佳欣据近日发表在《天文学与天体物理学》杂志上的一项新研究，天文学家首次发现了太阳系外两颗行星可能共享同一轨道的证据。碎片云由黄色虚线圈出可能是一颗新形成的行星，与行星PDS70b处于同一轨道。图片来源：奥尔加·巴尔萨洛布雷-鲁扎等人/西班牙马德里天体生物学中心利用位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米望远镜阵列ALMA，一国际研究团队观测了位于370光年之外的半人马座的PDS70系统。已知有两颗类似木星的行星，即PDS70b和PDS70c，绕着这颗太阳运行。但研究团队在PDS70b的轨道内发现了一团碎片云，这可能是一颗正在形成或已经形成的新行星的组成部分。如果得到证实，这一发现将成为迄今为止两颗系外行星可共享同一轨道的最有力证据。论文主要作者、西班牙马德里天体生物学中心天体物理学博士后奥尔加·巴尔萨洛布雷-鲁扎表示，20年前，理论上预测，质量相近的行星可能会围绕其太阳共享同一轨道，即所谓的特洛伊行星或共轨道行星。此次是他们首次发现支持这一观点的证据。在太阳系中，与行星共轨的小行星很常见。特洛伊小行星聚集在拉格朗日点，即木星和太阳引力使它们保持平衡的轨道区域。此次，在研究PDS70b轨道的拉格朗日点前后两个区域时，天文学家从其中一个区域探测到一个微弱的信号，表明那里可能存在着质量高达月球约两倍的碎片云。该团队认为，这片碎片云可能指向该系统中现存的特洛伊小行星，或正在形成过程中的行星。