可观测Universe第95章 KELT9b

KELT-9b (系外行星) · 描述：比大多数恒星还热的行星 · 身份：围绕恒星KELT-9运行的热木星距离地球约670光年 · 关键事实：其昼半球温度超过4300°C比一些红矮星的表面温度还高分子在其大气中无法稳定存在。

KELT-9b：触摸宇宙温度边界的“炼狱行星”（第一篇幅） 引言：当行星比恒星更热 在距离地球670光年的天鹅座星域一颗编号为KELT-9的A型主序星正以每秒100公里的速度旋转——它的赤道区域因高速自转让恒星形状扭曲成椭球表面温度高达9700K（约为太阳的1.7倍）。

这颗“沸腾的恒星”身边环绕着一颗打破宇宙认知的行星：KELT-9b。

它的昼半球温度超过4300°C比红矮星（如比邻星表面温度约3000°C）更热；大气中的分子无法稳定存在氢、氧等元素被剥离成原子甚至电离成等离子体；潮汐锁定的作用下它的一面永远浸泡在恒星的烈焰中另一面则被高温大气环流炙烤——这是一颗“比恒星还热的行星”也是人类目前观测到的最极端热木星。

KELT-9b的存在不仅挑战了我们对行星大气演化的认知更像一把“宇宙探针”刺破了高温环境下行星生存的边界。

本文将从宿主恒星的特性、行星的发现历程、极端物理参数的解析以及它对行星科学的革命性意义四个维度揭开这颗“炼狱行星”的神秘面纱。

一、宿主恒星KELT-9：一颗“暴躁的高速旋转者” 要理解KELT-9b的极端性首先必须拆解它的“母星”——KELT-9。

这颗位于天鹅座（Cygnus）的恒星是KELT（千度极小望远镜）项目于2013年筛选出的“高优先级目标”其自身的物理特性直接塑造了行星的“炼狱环境”。

1.1 恒星基本属性：A型星的“高温与暴脾气” KELT-9的光谱型为A0V属于高温主序星（“V”代表主序阶段通过核心氢核聚变释放能量）。

它的质量约为太阳的2.5倍（2.5M☉）半径是太阳的1.8倍（1.8R☉）光度却高达太阳的50倍（50L☉）——这意味着它以更剧烈的核反应燃烧释放出更强烈的紫外线与可见光辐射。

A型星的关键特征是高自转速度。

KELT-9的赤道自转周期仅1.5天（太阳为25天）自转速度达到每秒100公里（约为太阳的50倍）。

这种高速旋转带来了两个后果： 恒星形状畸变：离心力将恒星赤道区域“甩”出去形成椭球状——赤道半径比极半径大10%表面重力在赤道区域减弱； 强磁场与高活动性：快速自转会搅动恒星内部的等离子体激发强大的磁场（约为太阳的3倍）。

KELT-9的磁场活动极其剧烈频繁爆发耀斑（紫外线辐射突然增强10-100倍）并驱动高速恒星风（速度约500公里/秒）——这些因素共同构成了KELT-9b的“致命环境”。

1.2 空间位置与观测历史：从“普通恒星”到“行星宿主” KELT-9位于天鹅座的北部赤经20h 26m 51.0s赤纬+39° 40′ 20″视星等约8.2等——在地面望远镜的视野中它只是一颗普通的暗星但KELT项目的“广域监控”让它脱颖而出。

KELT（千度极小望远镜）是美国俄亥俄州立大学主导的系外行星搜索项目由两台0.9米望远镜组成：一台位于亚利桑那州的基特峰国家天文台（KELT-North）另一台位于南极洲的南极大望远镜（KELT-South）。

项目通过凌日法（监测恒星亮度随行星穿过视线的周期性下降）寻找系外行星重点关注“短周期、大质量”的热木星。

2013年KELT-North在扫描天鹅座天区时发现KELT-9的亮度每隔1.48天就会出现一次0.5%的下降——这是典型的凌日信号。

进一步的径向速度测量（通过恒星光谱的多普勒位移判断行星引力）确认：这颗凌日天体的质量约为木星的2.8倍轨道半长轴仅0.034 AU（约为水星轨道的1/7）——KELT-9b就此进入科学家的视野。

1.3 恒星与行星的“死亡绑定”：潮汐相互作用的代价 KELT-9与KELT-9b的距离极近（0.034 AU）导致两者之间的潮汐力极其强大。

潮汐力会将行星拉伸成椭球形并通过摩擦产生热量——这也是KELT-9b体积膨胀、密度降低的原因之一。

更关键的是这种相互作用会让行星的轨道逐渐“圆化”（偏心率从初始的0.1降至当前的0.01以下）同时将恒星的自转与行星的公转“同步”（即潮汐锁定）：KELT-9b的一面永远对着恒星（昼半球）另一面永远背对（夜半球）。

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