可观测Universe第35章 WASP76b

WASP-76b（系外行星） · 描述：下着“铁雨”的极端世界 · 身份：围绕恒星WASP-76运行的热木星距离地球约640光年 · 关键事实：潮汐锁定使其昼半球温度达2400°C足以蒸发金属铁蒸气在夜半球凝结成液态铁雨落下。

WASP-76b：下着“铁雨”的炼狱世界（上篇） 一、系外行星：宇宙中的“他者” 当我们仰望星空肉眼所见的每一颗星星几乎都是恒星——那些通过核聚变燃烧自己、向宇宙释放能量的炽热天体。

但在这些恒星的周围还隐藏着另一个宇宙的秘密：行星。

它们像幽灵一样围绕着恒星旋转有的像地球般小巧湿润有的像木星般庞大气态有的则极端到超出人类对“行星环境”的想象。

这些环绕恒星运行的天体被天文学家称为“系外行星”（Exoplanet）意为“恒星之外的行星”。

系外行星的发现是21世纪天文学最激动人心的突破之一。

1995年瑞士天文学家米歇尔·麦耶（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）首次发现了围绕类太阳恒星飞马座51运行的系外行星——飞马座51b。

这颗行星的质量约为木星的一半轨道周期仅4.2天距离恒星极近表面温度高达1000°C以上。

它的发现打破了人类对行星系统的传统认知：原来行星可以离恒星如此之近原来宇宙中的行星世界远比太阳系丰富。

此后随着观测技术的进步系外行星的数量呈爆炸式增长。

截至2024年人类已经确认了超过5500颗系外行星其中不乏“超级地球”（质量介于地球和海王星之间）、“迷你海王星”（比海王星小的气态行星）以及像WASP-76b这样的“极端热木星”。

这些行星的存在不仅拓展了我们对宇宙的认知边界更让我们得以通过对比反观地球的“特殊性”——为什么地球能成为生命的摇篮？宇宙中是否存在其他适合生命存在的世界？ 要理解WASP-76b这样的极端行星我们需要先回到系外行星的探测方法。

目前最常用的两种方法是“凌日法”（Transit Method）和“径向速度法”（Radial Velocity Method）。

凌日法是指当行星从恒星前方经过时恒星的视亮度会轻微下降通过测量这个亮度变化的幅度和周期可以推断出行星的半径、轨道周期等参数。

径向速度法则利用恒星与行星之间的引力相互作用：行星绕恒星旋转时会将恒星“拉”得微微晃动这种晃动会导致恒星光谱中的谱线发生多普勒位移（即波长的微小变化）通过测量位移的大小可以计算出行星的质量。

WASP-76b正是通过这两种方法的结合被发现的。

它属于“热木星”（Hot Jupiter）家族——这类行星质量和木星相当（约0.9倍木星质量）但轨道半径极小（仅0.033天文单位约合日地距离的3%）因此表面温度极高大气状态极端。

作为一颗热木星WASP-76b的命运从诞生起就被恒星的引力牢牢绑定：它永远以同一面朝向恒星陷入永恒的“白天”与“黑夜”的分割也因此孕育出了宇宙中最极端的天气现象之一——下“铁雨”。

二、WASP-76系统：一颗F型星的“灼热伴侣” 要理解WASP-76b的极端环境首先需要认识它的“母星”——WASP-76。

这是一颗位于双鱼座的F型主序星（F-type Main Sequence Star）距离地球约640光年。

F型星比太阳更热、更亮：它的表面温度约为6000K（太阳为5778K）质量是太阳的1.5倍半径是太阳的1.7倍光度则是太阳的3.3倍。

换句话说WASP-76是一颗“放大版的太阳”向周围空间释放的能量远超过我们的恒星。

WASP-76的年龄约为20亿年比太阳年轻（太阳约46亿岁）。

年轻的恒星通常更活跃会产生更强烈的恒星风（高速带电粒子流）和耀斑（突然的亮度爆发）。

但对于WASP-76b来说恒星的活跃性还不是最致命的——真正让它陷入地狱的是“近距离”。

WASP-76b的轨道半径仅0.033AU这意味着它与恒星的距离比水星与太阳的距离（0.39AU）还要近12倍。

在这样的距离下行星接收到的恒星辐射通量是地球的1.4万倍——相当于把地球放在距离太阳33万公里的地方（比月球还近）。

如此强烈的辐射足以让行星的大气层迅速升温甚至被恒星风剥离。

但对于WASP-76b这样的气态巨行星来说它的大气层足够厚暂时还能“扛住”这种折磨却也因此陷入了另一种更极端的困境：潮汐锁定。

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