鐵雨風暴：WASP-121 b的極端氣候挑戰科學認知

WASP-121 b，這顆距離地球約900光年的系外行星，被天文學家形容為「極端」的代名詞。它的溫度高到足以讓鐵以液態形式從天而降，形成令人難以想像的「鐵雨」。如今，天文學家更發現，這顆行星還被異常強烈的風暴肆虐，其猛烈程度甚至讓太陽系中最強的颶風都顯得平靜無波。

這項發現是由位於智利阿塔卡馬沙漠的甚大望遠鏡（VLT）團隊所揭示。他們首次以如此精細的深度和細節，研究了一顆太陽系外行星的大氣層。WASP-121 b的風暴攜帶著鐵和鈦等元素，形成複雜的天氣模式，挑戰了我們對行星氣候的既有認知。

「這顆行星的大氣行為方式，顛覆了我們對天氣運作的理解——不僅是地球，而是所有行星，」研究團隊負責人、蔚藍海岸天文臺的研究員Julia Victoria Seidel在一份宣告中表示。「這簡直像是科幻小說中的情節。」

WASP-121 b的許多極端特徵源自於它是一顆超熱木星，質量約為太陽系木星的1.2倍。這顆行星與其恆星的距離極近，以至於它的一年僅相當於地球的30小時。這種近距離也使得WASP-121 b處於「潮汐鎖定」狀態，一面永遠面向恆星（炙熱的白天面），另一面則永遠背向恆星（較冷的夜晚面）。

在白天面，鐵和其他金屬被蒸發，並被風暴吹向夜晚面，在那裡凝結成液態金屬雨。研究團隊深入探測了WASP-121 b的大氣層，並繪製了其3D地圖，發現不同層次中存在不同型別的風，甚至觀察到一條橫跨半個行星的噴流。

「我們發現的現象令人驚訝：一股噴流繞著行星的赤道旋轉，而另一股氣流則在大氣層的較低層將氣體從熱面推向冷麵，」Seidel解釋道。「這種氣候模式在以往的任何行星上從未見過。」

這項複雜的大氣層測繪得益於VLT的ESPRESSO儀器（岩石系外行星和穩定光譜觀測的階梯光譜儀）。VLT結合了不同望遠鏡的光線，分析的光量是單一儀器的四倍，這使得它能夠捕捉到行星大氣層中極為微弱的細節。

研究團隊利用ESPRESSO對WASP-121 b進行了一次完整的「凌日」觀測，從而檢測到這顆超熱木星大氣層中多種化學物質的蹤跡。他們追蹤了鐵、鈉和氫的運動，利用這些元素來追蹤WASP-121 b大氣層深層、中層和淺層的風向。

「這類觀測對太空望遠鏡來說極為困難，凸顯了地面觀測系外行星的重要性，」研究團隊成員、太空望遠鏡科學研究所的研究員Leonardo A. dos Santos表示。

這項研究還意外發現了噴流下方隱藏的鈦元素。此前對WASP-121 b的觀測並未發現這一元素，可能是因為鈦含量深藏於這顆超熱木星的大氣層中。

「我們能夠在如此遙遠的距離下研究行星的化學成分和天氣模式，這真的令人震撼，」隆德大學的研究員Bibiana Prinoth在一份宣告中表示。她也是詳細描述鈦發現的相關論文的作者之一。

這項研究於2月18日發表在《自然》期刊上，為我們理解系外行星的極端氣候提供了新的視角。