附近的一颗系外行星散发着臭鸡蛋味

太空的某些部分可能有点臭。系外行星 HD 189733 b 可能飘来臭鸡蛋的恶臭。这颗附近的系外行星以其动荡的天气而闻名，其大气层主要由硫化氢组成，硫化氢是一种散发恶臭的分子。

这种分子的存在为硫（构成行星的化学元素之一）如何影响太阳系外气态巨行星的大气和内部运作提供了新的线索。7 月 8 日发表在《自然》杂志上的一项研究中详细介绍了这一发现。

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有臭味的云，可能下玻璃雨

HD 189733 b 距离地球仅 64 光年，是太阳系外距离地球最近的“热木星”，天文学家可以在它经过其所绕行的恒星前方时观察到它。自 2005 年首次发现以来，它一直是研究系外行星大气的基准行星。

它与恒星的距离大约是水星与太阳距离的 1/13，绕行一周仅需大约两个地球日。HD 189733 b 的温度温和，为 1,700 华氏度，天气恶劣——风速为 5,000 英里/小时，玻璃雨随风而下。

这项新研究的数据由詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 及其仪器采集，这些仪器可以在红外光下探测分子和化学元素的踪迹。由于天文学家无法真正将系外行星的大气样本带回地球，因此他们能够了解系外行星大气中存在哪些化学物质。

“硫化氢是一种我们以前不知道存在的重要分子。我们预测过它的存在，也知道它在木星上，但我们还没有在太阳系外真正探测到它，”这项研究的共同作者、约翰霍普金斯大学天体物理学家傅光伟在一份声明中说。“我们不会在这个星球上寻找生命，因为它太热了，但发现硫化氢是在其他星球上寻找这种分子并进一步了解不同类型行星形成方式的垫脚石。”

系外行星的起源

硫是构建更复杂分子的关键元素。科学家还需要像研究氮、碳、磷酸盐和氧一样研究硫，以更好地了解行星的形成过程和组成成分。詹姆斯·韦伯太空望远镜提供了一种新工具来追踪硫化氢并测量太阳系外气态行星中的硫含量。

“假设我们研究另外 100 颗热木星，它们全都是硫含量较高的。这意味着它们是如何诞生的，以及它们与我们自己的木星相比有何不同？”傅说。

JWST 还利用红外波长观测排除了 HD 189733 b 中存在甲烷的可能性。这一新数据反驳了之前关于该分子在大气中丰度的说法。

傅希秋表示：“我们之前一直认为这颗行星太热，因此甲烷浓度不会很高，但现在我们知道了，事实并非如此。”

金属和质量

研究小组还利用红外读数检测到 HD 189733 b 的重金属含量与木星相似。据 Fu 介绍，天王星和海王星等较小的巨型冰行星的金属含量比木星或土星等气态巨行星更高。较高的金属含量表明，天王星和海王星在早期可能积累了比氦和氢等气体更多的冰、岩石和其他重元素。科学家们正在测试这种相关性是否也适用于宇宙中的系外行星。

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“这颗木星质量的行星距离地球非常近，人们对此进行了深入研究。现在，我们通过这项新测量表明，它所含的金属浓度确实为研究行星成分如何随其质量和半径变化提供了一个非常重要的锚点，”傅说。“这些发现支持了我们对行星形成过程的理解，即在最初形成核心后，行星如何通过产生更多固体物质，然后自然地被重金属所增强。”

在未来的工作中，研究小组计划追踪更多系外行星中的硫，以确定该化合物的高含量如何影响它们与母恒星的距离。

“我们想知道这些行星是如何到达那里的，了解它们的大气成分将有助于我们回答这个问题，”傅说。