熱到分子分解？宇宙中的極端超熱木星(圖)
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宇宙中的行星未必都是溫和而寧靜的世界，有些緊貼炙熱的恆星運行，承受難以想像的高溫，有些以驚人的速度繞行主星，短短幾天就完成一次公轉，展現出行星世界的極端面貌。
在眾多已知系外行星之中，KELT-9b與飛馬座51b，是兩個引人注目的例子。前者以炙熱的大氣環境聞名，後者則因繞行類太陽恆星、成為早期系外行星發現的重要里程碑而受到關注。兩者的距離、溫度與運行方式各不相同，卻都讓人看見：在太陽系之外，行星可能呈現出多麼陌生的樣貌。
被烈日炙烤的超熱木星
距離地球約670光年的KELT-9b，又稱HD 195689 b，是一顆圍繞KELT-9運行的超熱木星。它的特殊之處不僅在於體型龐大，還有所處環境極端炙熱。
它的母恆星KELT-9，體積大約是太陽的2.3倍，質量是太陽的2.4倍，表面溫度高達10170 K，相當於9897 ℃。這是一顆異常炙熱的恆星，而KELT-9b就在如此強烈的光熱照射下，沿著極靠近主星的軌道運行。
KELT-9b距離主星僅有0.03462天文單位，繞行一周不到一天半。它的軌道近乎圓形，卻有很大的軌道傾角，並呈現極地軌道特徵。對這顆行星而言，母恆星並非遙遠天空中的一點光源，而是主宰環境的強烈熱源。
向陽面熱到分子分解
KELT-9b的質量為木星的2.2倍，半徑卻接近木星的兩倍，因此密度不到木星的一半。它被母恆星潮汐鎖定，總是以同一面朝向恆星，形成長期受光與背向恆星的兩側。KELT-9b向陽面的溫度接近4600 K，約為4327 ℃。這樣的高溫甚至超過部分K型恆星的表面溫度。對一顆行星而言，這是極為驚人的環境。
在如此炙熱的向陽面，許多分子會分解成組成它們的原子。氧、鐵與鈦等元素，可能以原子或帶電離子的形式存在。當大氣物質被帶往較冷的背陽面，部分原子又可能暫時重新形成分子。這意味著，KELT-9b的大氣並非一個處處相同的熱氣層。向陽面與背陽面之間存在劇烈的溫度差異，物質也可能隨著熱量與氣流在兩側之間移動。
大氣正在向太空流失
KELT-9b的外層大氣幾乎延伸到洛希瓣邊界，顯示它正經歷快速的大氣逃逸，母恆星強烈的輻射是驅動這種物質流失的重要因素。估算指出，這顆行星每十億年可能流失相當於18至68個地球的質量。這個數字呈現出它承受的極端環境，行星不只被猛烈加熱，大氣也可能持續向外逸散。
KELT-9b的熱層溫度預計可達10000至11000 K，大約為9727至10727 ℃。鐵等重金屬原子的電離，被認為是促成這種高溫的重要因素。2026年6月，相關研究還在這顆行星的高層大氣中發現氫α線的自吸收現象。據此推測，它可能以每秒10¹³克的速率流失物質，垂直外流風速大約為每秒5公里。
KELT-9b就像一個被恆星烈焰包圍的巨大世界，一側承受接近恆星的高溫，大氣物質在熱力作用下改變形態，外層氣體還可能不斷逃向太空。
四天繞行恆星一周
與KELT-9b的炙熱世界不同，飛馬座51b最大的特別之處是它距離主星極近的軌道，以及在人類認識系外行星的歷程中的重要位置。這顆行星正式名稱為迪米迪姆，位於飛馬座，距離地球50光年。它圍繞類似太陽的飛馬座51運行，是最早被發現繞行主序星的系外行星之一，也成為熱木星這類行星的代表性例子。
1995年10月6日，日內瓦大學的米歇爾・馬約爾與迪迪埃・奎洛茲宣布發現這顆行星。觀測使用法國上普羅旺斯天文台的ELODIE光譜儀，透過恆星光譜中細微而規律的速度變化，辨識出行星引力造成的影響。不到一個星期後，另一支團隊也利用加州利克天文台的觀測，確認了這顆行星的存在。
這項發現後來成為系外行星探索的重要里程碑。2019年，馬約爾與奎洛茲因相關發現獲頒諾貝爾物理學獎。
比水星更靠近恆星
飛馬座51b距離母恆星大約700萬公里，遠比水星與太陽之間的距離更近。它繞行主星一周只需要四天，軌道速度每秒136公里。它的最小質量大約為木星的一半，相當於地球質量的150倍。儘管質量比木星小，飛馬座51b卻可能擁有比木星更大的半徑，高溫大氣可能膨脹，形成厚實而稀薄的外層氣體包覆。
這顆行星也被母恆星潮汐鎖定，始終以同一面朝向主星。它的環境與太陽系中熟悉的行星大不相同，一顆巨大的氣態行星，竟以如此短促的週期，緊貼恆星運行。
大氣中可能藏著水與矽酸鹽雲
2017年，研究人員在飛馬座51b的大氣中發現水的痕跡。它的高溫大氣也可能膨脹成厚厚的氣體層，而更深處的氣體溫度極高，可能使行星呈現紅色光芒，大氣中還可能存在矽酸鹽雲。
假設行星完全呈灰色、沒有溫室效應或潮汐效應，邦德反照率為0.1，其溫度估計為992 ℃。2015年有研究聲稱在可見光波段偵測到它，並以此推估其質量、反照率與半徑。然而，2021年的光學觀測沒能重現先前結果，2022年的研究沒能找到反射光證據。這些觀測結果顯示，飛馬座51b的外觀與大氣特性，仍有一些細節尚未完全明朗。
這顆行星的正式名稱「Dimidium」，在拉丁文中意為「一半」，意指它大約是木星一半的質量。名稱由瑞士盧塞恩天文協會提交，並於2015年由國際天文學聯合會公布。
截然不同的極端
KELT-9b與飛馬座51b都屬於熱木星類型，卻以不同方式展現極端環境。在太陽系之外，行星不只有熟悉的藍色海洋、雲層與季節。某些遙遠的世界，可能被高溫灼燒、膨脹的大氣包圍，或以幾天為週期疾速繞行主星。