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。 白矮星的大小与围绕它们运行的任何潜在宜居行星大致相同。（图片uux.cn美国国家航空航天局和欧空局）据美国太空网（Keith Cooper）：一颗发光的蓝色恒星漂浮在太空中，旁边是一颗表观大小相同的类地行星。行星可以在恒星死亡后幸存下来，并有能力维持生命——现在天文学家将开始寻找它们。恒星不可能永远存在，包括太阳。大约50亿年后，地球上的恒星将开始耗尽其核心通过核聚变产生能量的氢气供应。然后，太阳的核心将开始收缩，提高温度，使其外壳中的氢能够引发聚变反应，当太阳和其他类似恒星达到这一阶段时，聚变反应将导致它们膨胀成红巨星。红巨星相对于附近的任何行星来说都是个坏消息。在我们的太阳系中，膨胀的太阳会吞噬水星、金星，可能还有地球。更远的行星会更好。距离恒星的距离是地球距离太阳距离的五到六倍的世界将被膨胀的恒星加热，融化它们的冰，形成表面海洋，并可能形成生命。在我们的太阳系中，木星的冰卫星，如木卫二和木卫三，将处于这样的最佳位置。但这是一件好事。离得太近，它们的水就会蒸发掉。太远了，世界将保持冰冻。从本质上讲，金发姑娘的宜居区将从一颗正在膨胀的恒星中移出，一颗行星或冰冷的月亮必须居住在这个区域才能有机会形成液态水。这颗红巨星将继续进化。最终，所有的聚变反应都将停止，恒星膨胀的外层将被排出，只留下恒星紧凑的核心，即白矮星。白矮星生来就很热，发光很亮，但它们也很小，大约有地球那么大。它们的体积小意味着它们总共不会散发太多热量。一颗围绕其中一个奇异物体运行的行星需要距离白矮星约93万英里（150万公里），大约是地球到太阳距离的1%，才能温暖到容纳液态水。这就是问题所在。附近的所有行星早就被油炸并吞噬了，而现在已经融化的外行星和卫星离白矮星太远，无法支撑地表水。那么，如何将一颗行星从数亿公里外转移到新的、靠近金发姑娘区的地方呢？威斯康星大学麦迪逊分校的Juliette Becker在一份声明中说：这是一段危险的旅程。。她指出，海洋很难在这个过程中生存下来，但这是可能的。贝克尔在6月早些时候举行的美国天文学会第244次会议上讨论了系外行星如何在这一过程中幸存下来，并随后通过凌日（从我们的角度来看，凌日穿过主星的表面）被探测到。他解释说，将行星移近白矮星的机制被称为潮汐迁移。在潮汐迁移中，系统中行星之间的一些动力学不稳定性使其中一颗行星进入高离心率轨道，就像彗星一样，在那里它摆动到非常靠近系统中心体的地方，然后又摆动到很远的地方。这颗正在迁徙的行星不会在彗星般的轨道上停留太久。引力使其路径呈圆形，使行星靠近白矮星。天文学家可以在这里发现它们的凌日。一个警告是，白矮星似乎不是系外行星活动的温床。今年早些时候，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）在白矮星周围观察到了两颗候选行星，但总的来说，它们很少。这两个候选者都没有经过它的白矮星。如果一颗行星确实凌日了它的白矮星，那么凌日光谱——观察行星的大气层在凌日过程中吸收和过滤掉某些波长的星光——可以揭示该行星大气层中是否存在水。这样的测量是针对凌日规则恒星的系外行星进行的，但事实证明，对白矮星进行测量更容易。贝克尔说：白矮星如此之小，如此之无特色，如果一颗类地行星在它们前面凌日，你实际上可以更好地描述其大气层。。这颗行星的大气层会有更大、更清晰的信号，因为你看到的光中有更大一部分正穿过你想要研究的东西。当然，水并不能保证生命的存在，但即使是以前冻结的世界可能会因其恒星的死亡而变得宜居，然后被拉入围绕死亡恒星的近距离轨道，在那里它们可以保持宜居，这也为天体生物学家提供了一个考虑外星生命的新舞台。这样的世界将是凤凰世界的终极案例，并证明恒星死亡后还有生命。贝克尔有一篇论文描述了她研究寻找经过白矮星的宜居行星的工作，目前正在接受同行评审。