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系外行星大气中首次探测到铁
瑞士伯尔尼大学的延斯·霍伊梅克斯和凯文·亨教授带领的研究团组在《自然》杂志上发表论文, 报告在KELT-9b 的大气中发现了中性铁原子,以及一次电离的铁和钛离子.这是首次在系外行星的大气中直接探测到重金属的原子和离子,是系外行星领域的重要研究进展.
先前天文学家已经在一些凌星行星的大气中找到了一氧化碳、二氧化碳等简单的分子,以及钠、钾、钙等较轻的金属元素,但是对于更重的金属原子则一无所获.在重金属元素中,最引人注目的是铁.它不仅是星光中谱线最丰富的元素,还是原子序数大于14 的元素中含量最高的,因此通常把铁相对于氢元素的含量作为恒星金属元素丰度的代表.如果能在行星的大气中探测到铁,对研究行星的化学组成、形成过程等都会产生有力推动.尽管铁元素在行星中几乎是一定存在的,但却极难探测.
KELT-9b 的发现则给研究带来了转机.在它4600 开尔文高温的行星大气中,铁、钛等较重的金属元素几乎不可能形成固体或液体,只能以气态的形式存在,甚至大部分都被电离成了一价铁离子（Fe+）和一价钛离子（Ti+）.行星大气中遮挡光谱信号的云层和灰霾也消失得无影无踪,几乎一定是“清澈透明”的.同时,它的主星还是一颗高温的、快速自转的A 型星,因此是一个难得的珍贵样本.凯文·亨教授对KELT-9b 的研究结果表明,Fe、Fe+、以及Ti+ 的信号都被清晰地探测到了,而未探测到中性钛原子的信号也可以得到很好的解释,即在KELT-9b 的高温下,绝大多数的钛原子都被电离成了一价钛离子.
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1、大气污染论文