钡是一种化学元素,符号为Ba,原子序数为56,是迄今为止在任何系外行星大气中检测到的最重元素。温度超过2,000K的系外行星被称为超热木星,是目前研究系外行星大气最容易进入的实验室。

它们的大小和大的大气尺度高度,再加上靠近主恒星,使它们成为研究通过行星大气传播的光的有吸引力的目标。

两个最好的例子是WASP-76b和WASP-121b。这两颗行星都是膨胀的超热木星,其轨道周期短于两天,平衡温度接近2,500K。

这使这些行星具有相当奇特的特征;例如,在WASP-76b中,天文学家怀疑会下铁雨。

托马斯·阿泽维多·席尔瓦,博士波尔图大学和InstitutodeAstrofísicaeCiênciasdoEspaço的学生和他的同事们惊讶地发现,在WASP-76b和WASP-121b的高层大气中发现了比铁重2.5倍的钡。

“这在某种程度上是一个‘偶然’的发现。我们并没有特别期待或寻找钡,因此不得不反复检查它是否真的来自这颗行星,因为它之前从未在任何系外行星上见过,”阿泽维多席尔瓦说。

“令人费解且违反直觉的部分是:为什么这些行星的大气层上层存在如此重的元素?”

WASP-76b和WASP-121b是通过ESO超大望远镜上的岩石系外行星阶梯光谱仪和稳定光谱观测(ESPRESSO)仪器观测到的。

“鉴于行星的高引力,我们预计像钡这样的重元素会迅速落入大气层的低层,”波尔图大学和西班牙天文研究所的天文学家OlivierDemangeon博士说.

在WASP-76b和WASP-121b的大气中检测到钡的事实表明,超热木星可能比以前想象的更奇怪。

虽然我们偶尔会在自己的天空中看到钡,就像烟花中的亮绿色,但科学家们的问题是,什么样的自然过程会导致这种重元素在这些系外行星中处于如此高的高度。

“目前,我们不确定这些机制是什么,”德曼吉恩博士说。

天文学家还检测到了钴和锶,并发现了WASP-121b大气中存在钛的初步证据。

他们的论文今天发表在《天文学与天体物理学》杂志上。