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为什么系外行星不能直接观测？
超热系外行星：遮天蔽日的暗红色云层 ， 闪闪发光的雨滴倾泻而下 。
这是超热系外行星 WASP-76b 的艺术构想图 ， 其热度足以让金属气化 。 图源：M·科恩梅塞尔（M. Kornmesser）/欧洲南方天文台 。
超热系外行星有着奇异而狂野的大气层
超热木星是一种系外行星 ， 因其物理性质和木星相似而得名 ， 围绕着一颗和太阳不同的恒星运行 ， 这颗恒星温度非常高 ， 高到能把超热木星大气层里的分子都完全分解开 。
它们有着银河系中最极端的环境 ， 绕着其母恒星（parent stars）公转一圈也仅需要几天 ， 天文学家至今不知道它们要如何才能形成 。
虽然这些严酷的条件听起来已经够极端了 ， 但天文学家开始意识到 ， 这些条件可能仅仅是冰山一角（其实该说火山一角） 。 在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）最近发表的一篇研究中 ， 我同事和我发现 ， 在这些异乎寻常的星球中 ， 有一颗比我们原来想的要极端得多 。
超热系外行星 WASP-76b
WASP-76b 发现于2016年 ， 可能是这些超热系外星球中最为人熟知的 ， 体积是我们木星的两倍大 ， 白天的温度竟高达2400摄氏度（4400华氏度） ， 围绕其母恒星公转一圈的时间还不到两天 。 然而它之所以成名天下 ， 是因为2020年的一份研究认为 ， 这颗行星的天空 ， 可能真的在下铁雨 。
最近一些还有待同行评议的研究 ， 则对这篇研究提出质疑 。 可是毋庸置疑 ， WASP-76b 的环境和地球完全没有一点相似 ， 这就给我们打开了一扇窗 ， 让我们能了解银河系中最极端的物理化学过程 ， 而研究 WASP-76b 严酷的外星环境 ， 也能帮我们确定太阳系的周遭环境 。
微红色带条纹的行星围绕着一颗巨大的恒星运行 ， 距离很近 。
这是一颗热木星的艺术概念图 ， 和 WASP-76b 类似 ， 在恒星众多而古老的银河星团梅西耶67（Messier 67）中 ， 这颗热木星围绕着其中一颗恒星运行 ， 距离很近 。 图源： L·凯尔萨德（L. Calada）/欧洲南方天文台 。
大气层知识
不幸的是 ， 哪怕是研究像 WASP-76b 这样巨大的系外行星 ， 也常常是说起来简单做起来难 。 4500颗已发现的系外行星都离我们非常非常遥远 ， 而且它们的母恒星都很亮 ， 发出的亮光把系外行星发出的光都掩盖掉了 。
我们没有直接去观测系外行星 ， 相反 ， 经常被迫找别的办法来推测出它们的存在 。 实际上 ， 绝大部分我们发现的系外行星 ， 都是用这种我们找出的间接方法发现的 。 不止如此 ， 我们也可以用这些间接方法去观测系外行星的大气层 ，
这方法叫凌日光谱学（transit spectroscopy） ， 具体如下 。 系外行星在其母恒星前经过或凌日时 ， 恒星发出的光会透过系外行星的大气层 。 不同的大气层气体 ， 会在恒星的光上留下独特的化学印记 ， 就像指纹一样 ， 再去研究这些指纹 ， 我们就能了解到存在的是哪种气体 。 这就能帮助我们弄清楚 ， 系外行星上的环境到底是什么样子 。
理论上来说 ， 任何有大气层的系外行星都适用此方法 ， 但是用在那些大气层又热又胀的系外行星上 ， 效果最好 。 巨大而膨胀的大气层 ， 会在恒星的光上留下更强烈的化学印记 ， 我们也就更容易观测到印记 。
这正是为何我们团队要选 WASP-76b 观测 ， 我们的新 ExoGemS（双子座光谱学系外行星）勘测计划 ， 观测的首颗系外行星就是它 。 此勘测计划由康奈尔大学的杰克·特纳（Jake Turner）、雷·贾亚瓦尔德哈纳（Ray Jayawardhana）和安德鲁·里登哈珀（Andrew Ridden-Harper）领导 ， 其目标是用夏威夷的北双子座望远镜（the Gemini North telescope） ， 观测40多个系外行星的大气层 。
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