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我们在最新的一篇研究报告中发现，当超热木星KELT-9b，从它的主星表面穿过时，就是我们观测其灼热大气层的最佳时机。

匆匆一瞥

在我们努力了解太阳系以外的世界时，大气层提供了至关重要的核心线索。系外行星的大气层特征，可以让我们深度了解行星的构成、气候、演化，甚至适居可能性提供帮助。

恒星的光在到达地面的过程中会穿过行星大气层，因此根据大气层的组成会吸收某些波长的光。[欧南台]

特别的，凌日系外行星给我们提供了一个独特的机会。当一颗行星经过它的主星前面时，我们可以短暂地观察到恒星的光穿过了行星的大气层。通过探索光的光谱，我们不仅可以推断行星大气层中特定的分子和原子的存在，还能更多地知道它们的位置以及这些位置的大气特性。在Jake Turner(康奈尔大学)的带领下，一个科学家团队深入研究了外行星KELT-9b的这种传输光谱。

完全不温和的世界

KELT-9b是一个极端世界。它有记录的日间温度超过了4,500 K（〜7,600°F），是已知最热的行星-比许多恒星还要热！这颗超热木星围绕其灼热的A型或B型寄主恒星运行的轨道半径仅为0.035个天文单位，公转周期仅为1.5天。

轰击KELT-9b的强烈辐射几乎肯定会造成巨大的破坏：这种高能的光线会将分子分解成其组成原子并使高温大气中的金属离子化，还可能使行星周围的氢气包层膨胀到可以脱离的程度。

超热木星KELT-9b大气光谱中发现和建模的Hα（第一个）和Ca II（后三个）光谱线。[改编自特纳等人。2020]

特纳和他的合作者通过西班牙卡拉阿托3.5米的望远镜上的CAMENES仪器拍摄的高分辨率投射光谱，探寻KELT-9b大气中的极端条件。

大气温度计

作者发现KELT-9b的大气光谱吸收表明了钙离子（Ca II）的存在。这是第二次在热木星大气中观测到Ca II。他们还发现了显著的Hα吸收——证实了被辐射的行星周围存在扩展的氢气包层。

通过对他们从KELT-9b获得的光谱建模，特纳和合作者能够识别这些光谱线在大气中的形成位置的压力，高度和温度。他们发现，Ca II线能探测的大气高度大约是行星半径的1.32–1.40倍。Hα线则更高，约为行星半径的1.44倍。

同时，这些吸收线起了大气温度计的作用，生成一个KELT-9b的大气温度计照片，可以看出大气温度计的轮廓和它对进出行星大气时能量的洞察。

这些成果证明了这项技术的力量，也展现了我们可以从极端世界中，一些透过大气的遥远星光收集信息，而这些信息都是卓越的财富。

相关知识

KELT-9b是一个系外行星，更准确地说，是一个超热木星，它环绕着晚期B型恒星或早期A型恒星KELT-9运动，它距离地球约670光年。 KELT-9b被千度极小望远镜探测到，在2016年被公布。

寄主星表面温度高达10,170K，对于一颗有凌星行星的恒星来说，这是非常热的。在之前关于KELT 9b的发现中，只知道有6个A型恒星有行星，而其中最温暖的WASP-33 的温度是7,430K，明显比寄主星温度低，B型恒星之前没有已知的寄主行星。被分类到B9.5-A0或A1中的KELT-9是第一个已知有一个行星的B型恒星。KELT-9b占据了一个圆周，但十分倾斜的轨道距KELT-9只有0.03462 AU，它的周期不到1.5天。

KELT-9b是一个相当巨大的巨行星，它的质量大概是木星的2倍。然而，由于它的半径接近木星的两倍，所以它的密度还不到木星的一半。就像很多其他的热木星一样，KELT-9b围绕着其寄主行星公转。它的大气外边界几乎到达洛希瓣，这意味着这个行星正经历快速的大气逃逸，这个大气逃逸是由，它接受的寄主恒星的极端数量的辐射所控制。

自2020年1月起，这个拥有接近4,600K白昼侧温度，比很多小质量星都温暖的KELT-9b成为已知的最热系外行星。在KELT-9b白昼侧的分子被分解为它们的成分原子，因此通常处于隔离状态的耐火元素便可以作为原子种类存在，包括中性和单电离的铁 (Fe and Fe+)和单电离的钛 (Ti+)，只有他们在到达较冷的阴侧时才会暂时重组。