在热木星WASP-121 b的大气中发现“金属云”和“宝石雨”

　　想象一下，云是由金属制成的金属云，液态的红宝石和蓝宝石从天而降的宝石雨。一项新的研究表明，在炽热的木星系外行星 WASP-121 b 上，这可能是现实。

　　2015 年，科学家们发现了 WASP-121 b，这是一颗距离地球 880 光年的气态巨行星。被称为“热木星”，这是一类与木星在物理上相似但围绕恒星运行的气态巨行星。自发现以来，研究人员进一步探索了这个世界及其奇异的大气。

　　在一项新的研究中，使用哈勃太空望远镜的科学家们首次详细测量了热木星较冷的夜晚的大气。这种夜间气氛似乎具有许多奇怪而非凡的品质，包括金属云和由液态宝石制成的雨。

　　“研究像 WASP-121 b 这样与我们太阳系中的行星非常不同的行星是令人兴奋的，因为它们让我们能够看到大气在极端条件下的行为。”共同作者、美国开放大学的研究员乔安娜·巴斯托 (Joanna Barstow)英国在一份声明中说。

　　这颗炽热的木星被潮汐锁定，这意味着它有一面总是面向它的恒星，而另一面则背对着它。在 WASP-121 b 面向恒星的白天，金属和矿物质蒸发。根据一份声明，白天的高层大气可以达到约 5,400 华氏度（3,000 摄氏度）的温度，以至于大气中的水会发光并且分子会分解。

　　但是在热木星的夜面，研究小组发现大气温度基本上降低了一半。这种温差导致强风在地球周围从西向东吹来，将水从白天拉到夜晚的大气层。当水分子被白天的热量拉成氢和氧原子时，夜晚的凉爽温度然后将原子重新组合成水蒸气。那些水被风拉回白天，并在一个连续的循环中被拉开。

　　在这个循环中，夜间的温度永远不会低到足以形成水云，但这并不意味着根本不会形成云。虽然水云不会形成，但金属云会。

　　之前的哈勃数据显示了包括铁、镁、铬和钒在内的金属作为气体存在于地球白天的迹象。但在这项研究中，研究人员发现，在地球的夜面，温度足以让这些金属凝结成云。

　　并且，正如强风将地球周围的水蒸气和原子拉开并重新组合一样，金属云会吹向热木星的白天并蒸发，然后在夜晚重新凝结，等等。

　　但金属云并不是这些研究人员在这颗热木星上发现的唯一奇怪现象。他们还发现了液态宝石形式的可能降雨的证据。

　　令科学家惊讶的是，在他们在地球大气中检测到的金属中，他们没有发现铝或钛。根据声明，他们认为这一令人惊讶的发现可以解释为金属在这些观测范围之外凝结并下雨到地球大气层的较低层。

　　这种金属蒸气凝结成金属雨会看到铝与氧气一起凝结，形成刚玉。声明称，这是一种金属化合物，当被地球大气中疑似的其他金属污染时，会形成我们在地球上所知的红宝石或蓝宝石。

　　这项工作为炽热木星的夜面提供了新的视角，但该团队还研究了这颗行星的白天。

　　通过将有关 WASP-121 b 夜间的这些信息与有关系外行星白天的数据相结合，该团队正在努力揭示有关世界大气整体运作方式的新见解。声明称，该团队能够观察到这颗行星的完整水循环，并因此成为第一个研究系外行星完整水循环的人。

　　不过，还有很多东西要学。该团队计划使用美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜进一步探索这颗系外行星，这是一个最近抵达太空的下一代天文台，以红外线研究宇宙的最远范围。