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在距离地球约320光年的天秤座方向，一颗名为WASP-189b的系外行星为天文学家提供了一个期待已久的观测锚点。由亚利桑那州立大学研究生Jorge Antonio Sanchez领导的国际团队，利用曾安装在智利双子南座望远镜上的高分辨率浸没光栅红外光谱仪（IGRINS），首次在系外行星大气中同时测量了气态镁和硅的丰度。结果显示，WASP-189b大气中的镁硅比与其宿主恒星高度吻合，这为“行星与恒星化学成分相似”这一长期假设提供了首个直接观测证据。

极端世界中的岩石元素

WASP-189b属于“超热木星”类别，这类气态巨行星距离宿主恒星极近，大气温度高到足以让通常存在于岩石中的元素蒸发为气态。因此，镁、硅、铁等元素可以在其大气中被光谱学方法探测到。光谱学通过将光分解为不同波长来识别化学物质，而IGRINS的高分辨率能力使团队能够分辨出极其细微的光谱特征。

“这些发现展示了双子望远镜帮助我们理解太阳系邻域中非凡系外行星动物园的能力，”美国国家科学基金会NOIRLab项目主任Chris Davis表示，“这样的发现只有依靠双子望远镜的尖端仪器才可能实现。”

验证长期假设的关键证据

天文学家认为，像WASP-189b这样的巨行星形成于年轻恒星周围巨大的气体和尘埃盘中。由于恒星和其周围的原行星盘起源于同一团物质云，科学家长期假设它们含有相似比例的造岩元素。这一关系已成为预测岩质系外行星成分的重要工具，但此前主要依赖太阳系内的证据，从未在绕其他恒星的行星上直接验证。

WASP-189b的观测填补了这一空白。Sanchez指出：“WASP-189b为我们理解类地行星形成提供了一个急需的观测锚点，因为它提供了一个可测量的量，验证了恒星成分与用于形成行星的岩石材料比例之间的假定相似性。”这一发现强化了利用恒星化学来推断遥远行星形成材料的科学基础。

对宜居性探索的深远意义

这一化学关系的意义超越了行星组装过程。在天体生物学中，通过研究恒星中的元素，天文学家可以估算其行星可获得的造岩材料相对量。这些材料影响行星的内部结构、地质活动以及化学环境，进而可能影响生命宜居条件的发展。地球便是一个熟悉的例子：构成地球的元素决定了板块构造、保护性磁场的产生，以及必需化学物质进入大气、海洋和土壤的过程。

“我们的研究证明了地面高分辨率光谱仪约束镁和硅等关键元素的能力，这两种元素是形成岩质行星的基本构建块，”论文合著者、亚利桑那州立大学副教授Michael Line说，“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维度。”

研究团队预计，未来使用多波长和类似精密仪器的观测将揭示系外行星大气中更广泛的元素。通过将遥远行星的化学与其恒星联系起来，天文学家现在拥有了支持这一原则的新证据，这可能有助于指导在整个银河系中寻找潜在宜居世界。