科学家首次发现太阳系以外世界的“荣耀效应” 阿什利·斯特里克兰 CNN记者阿什莉·斯特里克兰报道 5分钟阅读 Fri东部时间2024年4月19日下午12:19更新

一位艺术家的插图描绘了在系外行星WASP-76b的大气层中探测到的一种同心彩虹状现象，称为荣耀效应。环境敏感区 美国有线电视新闻网 — 天文学家首次发现了他们认为发生在太阳系外行星上的类似彩虹的现象，这可能揭示了关于外星世界的新见解。 欧洲航天局的奇阿普斯太空望远镜（或称为表征系外行星卫星）的观测发现，距离地球637光年的超高温系外行星WASP-76b出现了“荣耀效应”。 这种效应通常在地球上看到，由同心的彩色光环组成，当光线从由均匀物质组成的云层反射时就会发生。 在地球之外，荣耀效应只在金星上看到过，直到奇阿普斯和其他任务接收到一个令人难以置信的微弱信号，表明它发生在非常热的WASP-76b的大气层中。根据奇阿普斯探测到的信号，天文学家认为这种大气现象正对着地球。 这是艺术家绘制的系外行星GJ 9827d的概念图，这是在大气中检测到水蒸气的最小的系外行星。这颗行星可能是我们银河系其他地方富含水的潜在行星的一个例子。这颗行星的直径只有地球的两倍左右，围绕红矮星GJ 9827运行。系统中的两颗内行星位于左侧。背景恒星被绘制成肉眼可以看到的朝向太阳的样子。太阳太暗了，看不见。右上角的蓝色星星是轩辕十四；中间底部的黄色星星是天津四。右下角的蓝色星星是角宿一。狮子座在左边，处女座在右边。从97光年外的地球视角来看，这两个星座都是扭曲的。 研究人员于4月5日在《天文学与天体物理学》杂志上报道了观测细节。 “以前在我们的太阳系之外没有看到荣耀是有原因的——它需要非常特殊的条件，”该研究的主要作者、葡萄牙天体物理和空间科学研究所的天文学家奥利维耶·德曼格恩在一份声明中说。“首先，你需要大气颗粒接近完美的球形，完全均匀且足够稳定，以便长时间观察。这颗行星附近的恒星需要直接照射它，观察者——这里是奇阿普斯——必须处于正确的方向。”一个狂野炙热的星球 自2013年被发现以来，WASP-76b就一直吸引着天文学家的兴趣。 这颗系外行星紧密围绕其主恒星运行，从这颗类似太阳的恒星接收到的强烈热量和辐射——是地球从我们的太阳获得的辐射量的4000多倍——导致WASP-76b膨胀，使其体积接近太阳系最大行星木星的两倍。

模拟视图显示了可能出现在金星(左)和地球上的荣耀。威尔逊/拉文/欧空局 这颗行星被潮汐锁定在它的恒星上，这意味着被称为昼面的一面总是面向恒星，而行星的另一面则永远处于黑夜中。 WASP-76B的日照面达到4352华氏度(2400摄氏度)的灼热温度。通常会在地球上形成岩石的元素在白天融化和蒸发，然后凝结并形成云，在夜晚释放出熔融的铁雨。 天文学家决定集中一大批天文台，包括奇阿普斯、哈勃太空望远镜、现已退役的斯皮策太空望远镜和美国国家航空航天局的行星搜寻任务TESS，来研究WASP-76b在其主星前方轨道运行时出现的光线不平衡。 来自奇阿普斯和TESS或凌日系外行星调查卫星的综合数据表明，这种异常现象可能是由于昼侧上方的大气中发生了一些有趣的事情。 当WASP-76b从其恒星前面经过时，奇阿普斯捕捉到了该行星的数据，在三年多的时间里进行了23次观测。 当天文学家查看这些数据时，他们注意到来自这颗行星东部“终结者”的光线异常增加，或者说是白天和黑夜之间的边界光线。与此同时，西方终结者释放出的光变少了。 “这是第一次在系外行星的亮度中探测到如此急剧的变化，它的'相位曲线’，”Demangeon说。“这一发现让我们假设，这种意想不到的辉光可能是由强烈的、局部的和各向异性的(依赖于方向的)反射引起的——荣耀效应。” Demangeon说，他很高兴能够参与首次探测到这种来自系外行星的光。 “这是一种如此特殊的感觉——一种不是每天都有的特殊满足感，”他说。 外星世界的七彩光芒 荣耀和彩虹不是一回事。当光连续通过两种不同密度的介质，比如从空气到水，发生弯曲时，就会出现彩虹。当光线弯曲时，它会分解成不同的颜色，形成弧形彩虹。 但是当光线穿过一个狭窄的开口并弯曲时，就产生了荣耀效应，产生了彩色的图案化的光环。 如果天文学家真的在WASP-76b上看到了荣耀效应，这意味着该行星有由完美球形水滴组成的持续云——或者说不断补充的云。不管怎样，这种云的存在表明这个星球的大气有一个稳定的温度。 WASP-76b上的云层中到底有什么仍然是个谜，但它可能是铁，因为这种元素以前在这颗行星的云层中被检测到。

一幅艺术家的插图展示了系外行星WASP-76b的夜景，铁从天而降。科恩梅塞先生/ESO欧洲航天局研究系外行星的研究员马修·斯坦丁在一份声明中说:“重要的是要记住我们正在目睹的令人难以置信的规模。”这项研究没有涉及站立。 斯坦丁说:“WASP-76b距离我们几百光年远——这是一颗炽热的气态巨行星，可能会在那里降下铁水。”“尽管混乱，但看起来（研究人员）发现了荣耀的潜在迹象。这是一个令人难以置信的微弱信号。” 研究人员表示，如果天文学家能够观察到数百光年外的一种现象的微弱信号，那么未来也有可能检测到地外水体反射的阳光的存在。 欧洲航天局Ariel任务的项目科学家Theresa Lueftinger在一份声明中说:“需要进一步的证据才能最终证明这种有趣的'额外光线’是一种罕见的荣耀。”她没有参与这项研究。 Ariel，即大气遥感红外系外行星大型巡天计划，预计将于2029年发射，以研究大量不同系外行星的大气。 Lueftinger说，她认为詹姆斯·韦伯太空望远镜或Ariel可能有助于证明WASP-76b上荣耀效应的存在。 她说:“我们甚至可以发现其他系外行星发出的更加绚丽多彩的光芒。”