这幅插图显示了一个超高温的木星绕着一颗蓝白色A型恒星运行。图：NOIRLab/NSF/AURA
天文学家首次同步测量外星行星大气中的镁与硅，发现WASP‑189b的成分与其宿主星相同，首次直接验证生物天体学核心概念
利用Gemini南望远镜的IGRINS高分辨率光谱仪完成的突破性研究已发表在《Nature Communications》杂志
一项开创性的研究显示，位于天琴座的外行星WASP‑189b的气态镁和硅的比例与其宿主星HD 133112几乎完全相同，首次直接证实了行星成分与宿主星成分相匹配这一生物天体学的基础假设。研究团队使用国际Gemini天文台Gemini南望远镜的高分辨率浸没光栅红外光谱仪（IGRINS）进行同步测量，并将结果2026年4月发表于《Nature Communications》杂志。
超热木星的“火焰之心”WASP‑189b（亦称HD 133112 b）距离地球约320光年，围绕其宿主星完成一次3天的极快轨道运动。它是一颗典型的超热木星（Ultra‑Hot Jupiter, UHJ），表面温度高达2800 K以上，足以使岩石形成元素（镁、硅、铁等）升华为气体。正因如此，科学家可以利用高分辨率光谱技术，将行星大气中的化学成分直接“听见”。
迈向行星化学的里程碑此次研究的核心突破在于首次同步测量外行星大气中的气态镁（Mg）与硅（Si）。Jorge Antonio Sanchez（亚利桑那州立大学研究生）领衔的国际团队利用IGRINS的高光谱分辨率，捕捉到了WASP‑189b大气中镁与硅的同位素谱线，精准测定了两种元素的丰度。
测得的镁硅比与宿主星的光谱比值基本一致，提供了观测层面上对传统行星形成理论的首批实证支持。过去的行星化学模型一直基于“行星物质的岩石形成元素比例与宿主星相同”这一假设，而该研究是首次在外星环境中直接验证此假设。
重要引用“这些发现展示了Gemini望远镜帮助我们理解邻近宇宙中惊人多样化外行星的能力。” —— Chris Davis，NOIR实验室（美国国家科学基金会）项目总监 “这类发现只有凭借Gemini前沿的仪器才有可能实现。”
“WASP‑189b为我们提供了对地球类行星形成理解所需的观测锚点，验证了我们长期以来假设的恒星成分与行星岩石比例相似。” —— Jorge Antonio Sanchez
“我们的研究证明了地面高分辨率光谱仪能够精准测定镁与硅等关键物种，这些是构成岩石行星的两大元素。” —— Michael Line，亚利桑那州立大学副教授 “这一技术进步为我们研究外行星大气打开了全新维度。”
对生物天体学与行星宜居性的意义行星与宿主星之间的化学相似性不仅是行星形成理论的基石，也是评估行星宜居性的重要指标。地球上的磁场、板块构造以及维持大气与海洋化学平衡的关键元素，均源自岩石形成元素的丰度。通过测定宿主星的化学成分，科学家能够推断其行星的岩石组成，从而评估行星的地质活跃度与潜在宜居性。
WASP‑189b的研究证明，宿主星的镁硅比可直接映射到其行星的大气与潜在岩石层，这为利用光谱技术推断外星行星地质特征提供了可靠依据。
未来展望随着地面高分辨率光谱仪技术的持续提升，科学家计划对更多超热木星及其它行星类型进行多波段、高分辨率观测，以揭示遥远星系中更广泛的化学库存。进一步的研究将帮助我们更深入了解行星起源、演化以及其潜在宜居性的多重因素。
勇编撰自论文"A Stellar magnesium to silicon ratio in the atmosphere of an exoplanet".Nature Communications.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。
