天文学家首次在地狱般遥远的系外行星WASP-76b上探测到潜在的“荣耀效应” _系外行星

艺术家对系外行星WASP-76b的荣耀印象。来源：欧洲航天局
据欧洲航天局：在太阳系外的一颗行星上发现了彩虹状“荣耀效应”的潜在迹象。荣耀是只有在特殊条件下才会出现的彩色同心光环。
欧空局敏感的外行星特征卫星Cheops以及其他几项欧空局和美国国家航空航天局任务的数据表明，这种微妙的现象正从637光年外的超高温气体巨头WASP-76b的地狱般大气层直接射向地球。
这种效应在地球上经常出现，但在另一颗行星金星上只发现过一次。如果得到证实，这第一次太阳系外的荣耀将更多地揭示这颗令人困惑的系外行星的性质，并为如何更好地理解陌生、遥远的世界提供令人兴奋的教训。
来自Cheops及其朋友的数据表明，在系外行星WASP-76b被阳光照射的表面难以忍受的高温和光线，以及其黑暗面的无尽夜晚之间，可能是第一次太阳系外的“荣耀” 。这种效果类似于彩虹，发生在光线从由一种完全均匀但迄今为止未知的物质组成的云层反射时。
葡萄牙天体物理和空间科学研究所的天文学家、该研究的主要作者Olivier Demangeon解释道：“在我们的太阳系之外，以前没有看到过荣耀，这是有原因的——它需要非常特殊的条件。” 。
“首先，你需要接近完美球形、完全均匀且稳定的大气粒子，以便长时间观测。行星附近的恒星需要直接照射到它身上，观察者——这里是Cheops——处于正确的方向。”
如果得到证实，这颗系外行星的第一颗荣耀将提供一个美丽的工具来了解更多关于形成它的行星和恒星的信息。
欧空局研究系外行星的研究员Matthew Standing解释道：“重要的是要记住，我们正在目睹的事情规模之大令人难以置信。” 。
“WASP-76b距离我们几百光年，是一颗非常热的气态巨行星，可能会在那里下熔融的铁。尽管如此混乱，但看起来我们已经探测到了荣耀的潜在迹象。这是一个极其微弱的信号。”
这一结果证明了欧空局的Cheops任务在探测遥远世界上前所未有的微妙现象方面的力量。

模拟金星（左）和地球（右）上的荣耀现象，不考虑任何雾度或背景云亮度的影响。资料来源：C.Wilson/P.Laven，欧洲航天局
一个四肢不平衡的地狱般的星球
WASP-76b是一颗超高温的类木星行星。虽然它的质量比我们的条纹表亲小10% ，但它几乎是它的两倍大。这颗系外行星紧紧围绕其宿主恒星运行，距离我们太阳的轨道是烧焦的水星的12倍，它被强烈的辐射“膨胀”了。
自2013年发现以来，WASP-76b一直受到密切关注，出现了一幅奇怪的地狱般的画面。行星的一侧总是面向太阳，温度达到2400°C 。在这里，地球上形成岩石的元素融化并蒸发，只在稍微凉爽的夜晚凝结，形成铁云，滴下熔融的铁雨。
但科学家们对WASP-76b的“四肢”明显的不对称性或摇摆不定感到困惑——当它经过宿主恒星前方时，可以看到它的最外层区域。
这项具有启发性的研究还分析了来自欧空局和美国国家航空航天局不同任务的数据，包括TESS、哈勃和斯皮策，但正是当欧空局的Cheops和美国国家航天局的TESS合作时，荣耀现象的迹象才开始出现。
当WASP-76b经过其类太阳恒星前方和周围时， Cheops对其进行了密集监测。在三年内进行了23次观测后，数据显示，来自该行星东部“终结者”（昼夜交汇的边界）的光照量惊人地增加。这使科学家能够解开并限制信号的来源。
奥利维尔解释道：“这是第一次在系外行星的亮度及其‘相位曲线’中检测到如此剧烈的变化。” 。
“这一发现使我们假设，这种意想不到的辉光可能是由强烈的、局部的和各向异性的（方向相关的）反射引起的——荣耀效应。”

2011年7月24日在金星上看到的“荣耀”的假彩色合成图。该图像由来自金星监控相机的紫外线、可见光和近红外波长的三幅图像组成。这些图像相隔10秒拍摄，由于航天器的运动，没有完全重叠。从6000公里外的航天器上看，荣耀号的直径为1200公里。来源：ESA/MPS/DLR/IDA
沐浴在WASP-76b反射的荣耀中
虽然荣耀效应创造了彩虹般的图案，但两者并不相同。当阳光穿过一种具有一定密度的介质到达一种具有不同密度的介质时，例如从空气到水，彩虹就会形成，这会导致其路径弯曲（折射）。不同的波长被弯曲不同的量，导致白光分裂成不同的颜色，并形成熟悉的彩虹圆弧。
然而，当光线从狭窄的开口之间穿过时，例如在云中或雾中的水滴之间，就会形成荣耀。同样，光的路径是弯曲的（在这种情况下是衍射的），通常会产生同心的彩色环，光波之间的干涉会产生亮环和暗环的图案。
第一个遥远的荣耀意味着什么
荣耀效应的证实意味着由完美球形液滴组成的云的存在，这些云已经持续了至少三年或正在不断补充。为了让这种云持续存在，大气温度也需要随着时间的推移保持稳定——这是对WASP-76b可能发生的事情的一个引人入胜的详细见解。
重要的是，能够在如此遥远的地方探测到如此微小的奇迹，将教会科学家和工程师如何探测其他难以看到但至关重要的现象。例如，液态湖泊和海洋反射的阳光——这是对宜居性的要求。
地平线上的光荣证明
欧空局即将执行的Ariel任务的项目科学家Theresa Lüftinger解释道：“需要进一步的证据来确凿地证明，这种有趣的‘额外光线’是一种罕见的荣耀。” 。
“美国国家航空航天局/欧空局/加拿大空间局詹姆斯·韦伯太空望远镜上的NIRSPEC仪器的后续观测可以完成这项工作。或者欧空局即将进行的Ariel任务可以证明它的存在。我们甚至可以发现其他系外行星发出的更灿烂的光芒。”
奥利维尔总结道：“我参与了第一次探测到来自这颗奇怪星球的不对称光的工作，从那以后我就一直对其原因感到好奇。我花了一些时间才来到这里，有时我会问自己——‘你为什么坚持这样做？最好用你的时间做点别的。’但当这一特征出现在数据中时，这是一种特殊的感觉——一种并非每天都会发生的特殊满足感。”
这项研究发表在《天文学与天体物理学》杂志上。