WASP - 121b：形成位置或比先前認為更靠近母恆星

天文學家運用位於南雙子座望遠鏡上的「浸入式光柵紅外光譜儀」（Immersion GRating INfrared Spectrograph，IGRINS），對WASP - 121b的大氣層進行了研究。WASP - 121b是研究最為深入的超熱木星之一。

這張藝術家繪製的圖片展示了WASP - 121b，這顆外星世界正從其大氣層中流失鎂和鐵氣體。圖片來源：NASA / ESA / J. Olmsted, STScI。

WASP - 121b於2016年由參與WASP - South調查的天文學家發現，它比木星大1.87倍，質量是木星的1.18倍。其宿主恆星WASP - 121（TYC 7630 - 352 - 1）是一顆活躍的F6型主序星，大小約為太陽的1.5倍。WASP - 121星系位於船尾座，距離地球約881光年。

WASP - 121b是所謂的「熱木星」，只需1.3天就能繞WASP - 121執行一週。它與母恆星的距離極近，若再靠近一些，恆星的引力就會將它撕裂。天文學家估計，這顆行星的溫度約為攝氏2500度（華氏4600度），足以使一些金屬沸騰。

IGRINS的最新觀測結果揭示了WASP - 121b形成歷史中意想不到的一面。亞利桑那州立大學的天文學家彼得·史密斯及其同事首次利用單一儀器測量了一顆凌日行星的岩石與冰的比例。史密斯博士表示：「利用IGRINS從南雙子座望遠鏡獲得的地面資料，對各種化學元素豐度的測量甚至比太空望遠鏡更精確。」

光譜資料顯示，WASP - 121b的岩石與冰比例很高，這表明它在形成過程中吸積了過量的岩石物質。這意味著該行星形成於原行星盤中溫度過高、冰無法凝結的區域，這一發現令人驚訝，因為通常認為氣態巨行星的形成需要固態冰。史密斯說：「我們的測量結果表明，也許這種傳統觀點需要重新考慮，我們的行星形成模型也需要重新審視。」

天文學家還發現了WASP - 121b大氣層的顯著特徵。史密斯說：「這顆行星的氣候極端，與地球截然不同。」行星的晝面溫度極高，通常被視為「金屬」的元素會蒸發到大氣中，從而可以透過光譜學檢測到。強風將這些金屬吹向行星的永夜面，那裡的溫度足夠低，金屬會凝結並降下來，在WASP - 121b上就觀測到了鈣雨現象。史密斯表示：「我們儀器的靈敏度正在不斷提高，我們可以利用這些元素探測不同區域、高度和經度，瞭解諸如風速等細節，揭示這顆行星的動態變化。」

這些研究成果發表在《天文學期刊》上。

引用文獻：Peter C. B. Smith et al. 2025. The Roasting Marshmallows Program with IGRINS on Gemini South. II. WASP - 121 b has Superstellar C/O and Refractory - to - volatile Ratios. AJ 168, 293; doi: 10.3847/1538 - 3881/ad8574