魚座の星座では、熱い木星が地球から640光年離れたところにあります。
ガスの巨人WASP-76bは、2,400℃を超える温度で、わずか1。8日の目まぐるしい軌道で星を周回します。これは、鉄が蒸発するのに十分な高温です。
しかし、日が夜になると、温度は急速に低下し、鉄の蒸気が再び凝縮して灼熱の液体になり、それが惑星の内部に流れ込みます。
スイスのジュネーブ大学の天体物理学者DavidEhrenreichは、「夕方にはこの惑星で雨が降り、鉄の雨が降ると言うことができます」と述べています。
2016年に発表された惑星WASP-76bは、ホットジュピターとして知られる惑星の一種です。 それは木星の質量よりわずかに小さいですが、木星の約1.8倍のサイズで、より膨らみ、「ふわふわ」です。
星から500万キロ離れた場所にあり、太陽よりも大きくて暑いです。太陽の1.5倍、1.8倍、温度は約6055度です(太陽は5504℃)。
したがって、惑星は、太陽からの地球の放射よりも数千倍高い灼熱の放射にさらされるだけでなく、潮汐の限界もあります。 これは、軌道を回る物体の片側が常にそれが回転する物体に面しているときです-近い例として、月はきちんと地球に結びついています。
WASP-76bの場合、これは、一方が永遠の日で、もう一方が永遠の夜であり、それらの間に大きな温度差があることを意味します。 昼側は2400℃、夜側は約1500℃です。
これまでに発見された中で最もホットなエキソプラネットではありません-このコロナは、文字通り蒸発するほどホットなエキソプラネットであるKELT-9bが着用しています-しかし、それは間違いなく規模が大きいです。
シミュレーションによると、WASP-76bのような惑星では、両側の極端な温度差が強風を引き起こすはずです。 これと惑星の回転は惑星の周りに鉄の蒸気を押しやるはずであり、昼側の原子は夜側の分子に再結合するはずです。
ただし、化学勾配など、この期待を裏付ける証拠は得られていません。 そこで、エーレンライヒと彼のチームは詳しく調べることにしました。 具体的には、ターミネーター(昼と夜の境界線)を調べて、非対称の化学反応を示すかどうかを確認したいと考えていました。 これはまた、金属雨理論を確認するでしょう。
彼らは高度に分散した分光法を使用して惑星の端の周りの光を分析し、要素が光の一部をブロックしていることを示すスペクトル内の特徴を探しました。 そして彼らはそれらを見つけました。 夜のターミネーター(日が夜に変わる境界)で、彼らは鉄蒸気の強い兆候を見つけました。
朝のターミネーター(夜が昼に変わる境界線)では、この署名がありませんでした。 液体鉄は最も安定した高温の鉄凝縮物であるため、これは鉄の雨を裏付ける非常に強力な証拠です。
「観測によると、WASP-76bの暑い日には、鉄の蒸気がたくさん含まれています」と、スペインの宇宙生物学センターの天体物理学者、マリア・ロサ・ザパテロ・オソリオは言います。
この鉄の一部は、惑星の回転と大気の風によって夜側に注入されます。 そこで鉄ははるかに涼しい環境に出会い、凝縮し、雨が降ります。
そして、鉄が上層大気から脱落したため、朝のターミネーターには蒸気として現れません。
チームの観察結果が得られたので、金属雨の兆候を探して、他の熱い木星について同様の観察を行うことが可能かもしれません。 そしてもちろん、誰もがハイテクのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡がさまざまな外惑星の雰囲気を覗き込む能力に大きな期待を寄せています。 望遠鏡は来年から稼働を開始する予定です。
天文学者はすでに、ルビーとサファイアの構成要素であるコランダム雲を備えた外惑星や、鉄雲を備えた他の惑星を発見しています。 宇宙に他にどんな天気が存在するかを見るのが待ちきれません。
この研究は、ジャーナルNatureに掲載されました。
出典：写真：ESO / M。 Kornmesser
