银河系最热的系外行星大气层中首次发现稀土金属

上周，天文学家在一颗系外行星上发现了最重的元素钐。该元素是在距地球 556 光年的超热木星系外行星上发现的。

继之前的发现之后，科学家们首次在系外行星的大气层中检测到另一种元素铽。这颗被称为 KELT-9 的系外行星据说是银河系中最热的行星，它绕着距离地球约 670 光年的遥远恒星运行。

KELT-9 的平均温度高达 4000 摄氏度，自 2016 年被发现以来，一直是天文学家着迷的对象。 

得益于瑞典隆德大学研究人员开发的一种新方法，这一发现成为可能。

“我们开发了一种新方法，可以获得更详细的信息。利用这种方法，我们发现了七种元素，包括稀有物质铽，这种元素以前从未在任何系外行星的大气层中发现过，”Nicholas Borsato 博士说。 D. 隆德大学天体物理学专业的学生在一份声明中说。

什么是铽？

稀土金属属于镧系化学元素。1843 年，瑞典化学家 Carl Gustaf Mosander 在斯德哥尔摩群岛的 Ytterby 矿发现了这种金属，这种金属被认为非常稀有 - 世界上 99% 的铽产量都在内蒙古的白云鄂博矿区生产。 

因此，当天文学家在一颗系外行星的大气层中检测到这种元素时，自然而然地大吃一惊。

通常，系外行星是根据对恒星发光程度的测量来发现的。根据发布的消息，当一颗系外行星在其恒星之前经过时，恒星的亮度会降低。现在，由于研究人员采用了先进的方法，可以过滤掉 KELT-9 b 大气层中的主要信号，从而开启了更多了解其他行星大气层的可能性。

“更多地了解重元素有助于我们确定系外行星的年龄以及它们是如何形成的，”Borsato 说。

“检测超热系外行星大气中的重元素是了解行星大气如何运作的又一步。我们对这些行星了解得越多，我们在未来找到地球 2.0 的机会就越大，”他补充道。

这项新研究已发表在《天文学与天体物理学》上。

研究摘要：

互相关光谱学是研究系外行星的宝贵工具。然而，谱线之间的混叠使其容易受到系统偏差的影响。这项工作努力限制互相关函数的别名，以提高对高分辨率光谱仪观测到的超热木星 (UHJ) 大气中元素检测的信心。我们结合使用通过 HARPS-N 和 CARMENES 光谱仪获得的 UHJ KELT-9 b 的档案传输观测结果，表明可以利用每种仪器的优势在显着降低信噪比的情况下产生稳健的检测。通过线性回归模型限制在低信噪比条件下出现的别名。我们确认之前检测到的 HI、Na I、Mg I、Ca II、Sc II、Ti II、Cr II、Fe I、Fe II，并在5σ水平检测到Ca I、Cr I、Ni I、Sr II、Tb II和3σ水平以上的Ti I、VI、Ba II 8个新物种。电离铽 (Tb II) 以前从未在系外行星大气层中发现过。我们进一步得出结论，除非考虑到由别名引起的互相关函数中的系统性，否则 5σ 阈值在用于声明检测时可能无法提供可靠的置信度度量。