这幅插图展示了一颗超热木星围绕一颗蓝白色A型恒星运行。图片来源：国际双子座天文台NOIRLab美国国家科学基金会AURAJ.波拉德

科学家证实，一颗系外行星的化学成分与其恒星相似，这验证了关于行星形成和演化的一个核心假设。

天文学家发现，巨型系外行星WASP189b的化学成分与它的母星非常相似，这为天体生物学中的一个关键观点提供了首个直接证据。

这一突破源于首次在一颗行星的大气中同时检测到气态镁和硅。研究人员利用双子座南望远镜进行了观测，该望远镜是国际双子座天文台的一部分，该天文台部分由美国国家科学基金会资助，由NSFNOIRLab运营。

WASP189b位于天秤座星座，距离地球近320光年（约1.9千万亿英里），被归类为超热木星（UHJ）。这类行星的温度高到足以蒸发镁（Mg）、硅（Si）和铁（Fe）等造岩元素。这使它们成为光谱学的理想研究目标——光谱学是一种将光分解为其组成波长以识别化学特征的方法。

这项研究由亚利桑那州立大学（ASU）的研究生豪尔赫安东尼奥桑切斯与一个国际天文学家团队共同领导。他们使用安装在智利双子座南望远镜上的高分辨率浸没式光栅红外光谱仪（IGRINS）对WASP189b进行了观测。该仪器使他们能够同时测量这颗行星大气中的镁和硅。

缓慢放大到WASP189b（也称为HD133112b），这是一颗超热木星系外行星，绕其宿主恒星HD133112运行，轨道周期为三天。天文学家发现WASP189b的成分与宿主恒星相似，为天体生物学中的一个基础概念提供了首个直接证据。这一发现是通过首次在行星大气中同时测量气态镁和硅实现的。来源：国际双子座天文台NOIRLabNSFAURADSSN.BartmannE.SlawikD.deMartinM.Zamani

聚焦于WASP189b

研究结果表明，这颗行星的镁硅比与其宿主恒星相同。这是首个支持关于行星形成方式长期假设的直接证据，并为研究系外行星的起源和演化提供了新方法。

双子望远镜与突破性测量

这些发现展示了双子座望远镜帮助我们了解太阳系附近令人瞩目的系外行星多样性特征的能力，美国国家科学基金会NOIRLab项目主任克里斯戴维斯表示。这类发现之所以成为可能，要归功于双子座望远镜的尖端仪器。

黄昏时分的曙暮辉出现在双子座南望远镜上空，该望远镜是国际双子座天文台的一部分，部分由美国国家科学基金会支持，由NSFNOIRLab运营。图片来源：国际双子座天文台NOIRLabNSFAURAP.Horálek

科学家认为，像WASP189b这样的炽热巨行星，其外层大气是由它们形成时所在的原行星盘塑造的。这些原行星盘由气体和尘埃组成，研究人员长期以来一直认为，它们的化学成分与宿主恒星的化学成分相似，因为两者都起源于同一片物质云。

此前，恒星与其行星之间的这种联系仅能通过太阳系内的研究推断得出，尚未在系外行星中被直接观测到。

首次将恒星与行星化学联系起来的证据

桑切斯表示：WASP189b为我们理解类地行星的形成提供了亟需的观测依据，因为它提供了一个可测量的量，验证了恒星成分与宿主恒星周围用于形成行星的岩石物质比例之间的假定相似性。

这种关系不仅对于理解行星如何形成很重要，也对探索生命支持条件的天体生物学很重要。通过分析恒星的化学成分，科学家可以估算其行星中造岩元素的丰度。这些元素会影响行星的关键特征，比如磁场、板块构造，以及将生命必需的化学物质释放到大气、海洋和土壤中。

天文学家发现，一颗名为WASP189b的巨行星大气成分与宿主恒星相似，为天体生物学的一个基础概念提供了首个直接证据。这一发现是通过首次同时测量行星大气中的气态镁和硅实现的。 鸣谢国际双子座天文台NOIRLabNSFAURADSSN.BartmannE.SlawikD.deMartinM.ZamaniJ.Pollard，ESA哈勃（M.Kornmesser&L.L.Christensen），NASAJPL加州理工学院NASA戈达德太空飞行中心动态图形Cryodisco–MikGarrison

双子座南望远镜证实系外行星与其宿主恒星成分之间长期被怀疑存在的关联

这种关系不仅对于理解行星如何形成很重要，也对探索生命支持条件的天体生物学至关重要。通过分析恒星的化学组成，科学家可以估算其行星中造岩元素的丰度。这些元素会影响行星的关键特征，比如磁场、板块构造，以及将生命必需的化学物质释放到大气、海洋和土壤中。

宜居性的意义及未来研究

我们的研究表明，地面高分辨率光谱仪能够对镁和硅等关键物质进行约束，而镁和硅是构成岩质行星的两种基本元素。研究合著者、亚利桑那州立大学副教授迈克尔莱恩表示：这种不断进步的能力为我们研究系外行星大气开辟了一个全新的维度。

未来通过多波长和高分辨率的观测将拓展我们对类似WASP189b这样的系外行星大气的理解。这些努力将有助于揭示遥远星球上存在的全部化学物质种类，并为行星如何形成、演化以及是否可能支持生命提供更深入的见解。

参考：《系外行星大气中的恒星镁硅比》，作者：豪尔赫A桑切斯、彼得CB史密斯、克里希纳卡努马拉、路易斯韦尔班克斯、迈克尔R莱恩、斯特凡佩尔蒂埃、史蒂文德施、帕特里克扬、詹妮弗佩欣斯、雅各布比恩、马特奥布罗吉、丹贾菲、格雷戈里N梅斯、梅根韦纳曼斯菲尔德、瓦萨尔潘瓦尔、维维安帕门捷、洛伦佐皮诺、阿琼巴利加萨维尔、伦纳特范斯卢伊斯和约斯特P瓦尔迪尼尔，2026年2月18日，《自然通讯》。DOI：10.1038s4146702669610x

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行星是宇宙中围绕恒星运转的天体，自身引力足以使其形状呈近似圆球状，且能清除轨道附近区域的其他小天体。它既不像恒星那样通过核聚变发光发热，也不同于小行星、彗星等难以达到流体静力平衡或无法清理轨道的天体，是宇宙里常见的天体类型之一。

BY: Association of Universities for Research in Astronomy (AURA)

FY: AI