CHEOPS探测到外行星上的“彩虹”

瑞士日内瓦大学的CHEOPS空间望远镜提供了有关神秘系外行星WASP-76b的新信息。该行星以在其东方终结者（虚构的分隔其夜晚侧和白天侧的线）上观测到的光量和西方终结者上观测到的光量之间的不对称性而闻名。这种特殊现象被认为是由于“荣耀”引起的，这是一种类似彩虹的发光现象，如果来自该行星轨道周围的“太阳”——恒星的光线被由完全均匀物质组成的云所反射。如果这一假设得到证实，这将是我们太阳系之外首次探测到这种现象。这项研究与欧洲航天局（ESA）和伯尔尼大学（UNIBE）合作完成，并发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

WASP-76b是一个超热巨行星。它距其母恒星的距离比水星距离我们太阳的距离还要近12倍，接收到的辐射比地球上的太阳辐射强4000多倍。“这颗系外行星受到来自其恒星的强烈辐射的膨胀。因此，虽然它比我们的近邻木星轻10％，但几乎比木星大一倍，”日内瓦大学科学学院天文学系助理教授、本研究的共同作者Monika Lendl解释说。

自2013年发现以来，WASP-76b一直受到天文学家的密切关注。一个奇怪的地狱般画面已经浮出水面。行星的一面始终朝向其母恒星，达到2400摄氏度的温度。在这里，在地球上会形成岩石的元素融化并蒸发，然后在稍微凉爽的夜晚一侧凝结，形成铁的云层，滴下熔化的铁雨。

CHEOPS的关键贡献

对天文学家来说，最令人不安的观察之一是行星两个终结者之间的不对称性。终结者是分隔行星白天侧和夜晚侧的虚拟线。在WASP-76b的情况下，观测显示东侧的终结者上的光量比西侧的要多。

为了解决这个谜，天文学家利用CHEOPS空间望远镜进行了23次观测，历时三年。ESA卫星由瑞士驾驶，并且其科学运营中心位于日内瓦大学天文学系，观测了行星的许多次二次食过程（当它从其母恒星后方通过时），以及几个相曲线（在行星完成一次公转期间持续观测）。

将这些新数据与其他望远镜的数据（TESS、哈勃和斯皮策）相结合，天文学家得出了一个惊人的假设，以解释行星东侧的过量发光通量：“这种意外的发光可能是由强烈的、局部的和各向异性的反射引起的——即取决于方向的反射，我们称之为荣耀，”葡萄牙天体物理学与空间科学研究所的研究员、本研究的主要作者Olivier Demangeon解释道。

太阳系外的首次发现

荣耀在地球上是常见现象。它们也已在金星上观察到。类似彩虹的效应发生在光线被由完全均匀液滴组成的云所反射时。在地球的情况下，液滴由水制成，但WASP-76b上的这些液滴的性质仍然是个谜。这可能是铁，因为已经在行星极端炎热的大气中检测到了铁。WASP-76b上的这种现象的探测是我们太阳系之外的首次发现。

“之所以在我们的太阳系之外从未观察到这样的荣耀，是因为这种现象需要非常特定的条件。首先，大气颗粒必须几乎是完全球形的、完全均匀的，并且足够稳定，可以在长时间内被观测到。这些液滴必须直接被行星的恒星照亮，观测者——在这种情况下是CHEOPS——必须处于正确的位置，”Olivier Demangeon解释说。

需要进一步数据来确认结果

进一步的数据将需要来确定WASP-76b东侧终结者上这种有趣的过量发光是否是荣耀。这一确认将证明存在着由几乎完全球形液滴组成的云，它们已经存在至少三年，或者它们在不断更新。为了使这种云持续存在，大气温度也必须保持稳定——这是对WASP-76b上可能正在发生的详细和迷人的认识。

在如此遥远的地方探测到这么小的现象，将使科学家和工程师能够识别其他同样重要的现象，比如星光在液体湖泊和海洋上的反射——这是适宜生存的必要条件。