系外行星大氣中首次發現防晒霜成分

日前，天文學家利用歐洲南方天文台甚大望遠鏡首次在一顆系外行星的大氣中發現了二氧化鈦。

WASP-19b的藝術想像畫（來源：ESO/M. Kornmesser）

這個編號為WASP-19b的系外行星位於船帆座，距離我們大約815光年，質量比木星還要大17%，直徑也比木星大38%，它繞著一個與太陽幾乎一樣大的恆星運動。然而它距離恆星卻只有0.017天文單位，公轉周期只有19小時，那麼近的距離導致這個氣態行星大氣的溫度可以達到2000℃左右，這是一個標準的「熱木星」。當行星WASP-19b運動到母星WASP-19前時，恆星的光會透過行星大氣，而行星中的化學元素會吸收掉星光的一部分能量，從而在恆星光譜上留下這些化學元素「收取買路錢的罪證」！

WASP-19b與木星直徑的對比（來源：Wikipedia）

二氧化鈦具有無毒、不透光性、粘附力強、熔點很高廣泛應用於塗料、塑料、造紙、化纖、橡膠、陶土、耐火玻璃等。同時，二氧化鈦有較好的遮蔽紫外線的作用，所以常作為防晒劑摻入紡織纖維中，製作一些防紫外線的衣服；毫無疑問，人們也把超細的二氧化鈦粉末加入到防晒霜、化妝品中。自然狀態的二氧化鈦在地球上非常稀有，但人們知道它們存在於低溫恆星的大氣中。在WASP-19b這樣的高溫行星上，二氧化鈦扮演者「吸熱器」的角色；而如果含量足夠大的時候，這種分子就變成了「隔熱層」，既阻止熱量進入大氣層也阻止熱量逃離大氣層，於是行星大氣的溫度就會呈現出一種倒置狀態——高層大氣溫度高而低層大氣溫度低——這與一般情況是截然相反的。地球大氣的逆溫層中，臭氧也充當著類似的角色。

恆星光線透過WASP-19b大氣時部分波長光線會被大氣分子吸收（ESO/M. Kornmesser）

取得新發現的設備是安裝在VLT上的一台成為FORS2的光譜儀，全稱叫低色散減焦攝譜儀（FORS, FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph），可探測波長在330-1100nm之間的電磁波，空間解析度達到0.125"。通過對行星不同半徑範圍上光譜的測量可以幫助天文學家構建系外行星的大氣模型，這有助於尋找真正宜居的系外行星。然而，通常類地行星的直徑要比這種類木行星還要小10倍乃至數十倍，觀測難度可想而知。

FORS2（來源：ESO）

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