根据天文学家劳拉·弗拉格(Laura Flagg)说，氢化铬(CrH)是一种相对罕见且对温度特别敏感的分子，它可以作为“恒星的温度计”，因为它只在1200 - 2000开尔文之间的狭窄范围内丰富。
弗拉格是艺术与科学学院(A&S)的天文学助理研究员，他利用这种金属氢化物和其他金属氢化物来确定冷恒星和褐矮星的温度。她说，理论上，如果这些特殊分子存在于系外行星的大气中，氢化铬也可以在温度与褐矮星相当的热木星系外行星上起到同样的作用。之前的低分辨率研究暗示了这一点。
现在，弗拉格和康奈尔大学领导的研究小组已经证实，使用高分辨率光谱观测，在热木星WASP-31b的系外行星大气中存在氢化铬，打开了使用这种对温度敏感的分子物种作为“温度计”来确定系外行星温度和其他特征的大门。
Flagg是《ExoGemS在高光谱分辨率下探测系外行星大气中的金属氢化物》的主要作者，该论文发表在《天体物理学杂志快报》上。
研究人员写道，以前在任何系外行星上都没有确认检测到氢化铬，这标志着首次从高分辨率系外行星光谱中检测到金属氢化物。
弗拉格说，在WASP-31b中明确探测到金属氢化物是对热巨行星大气理解的一个重要进步，尽管这一发现并没有提供关于单个行星的新信息。2011年发现的WASP-31b每3.4天绕一颗F5恒星运行一次。它的密度极低，即使对于一颗巨大的行星来说也是如此。新的研究证实，它的平衡温度在1400开尔文范围内，适用于氢化铬。
“氢化铬分子对温度非常敏感，”弗拉格说。“在更高的温度下，你只看到铬。在较低的温度下，它会变成其他的东西。所以只有一个特定的温度范围，大约1200到2200开尔文，在那里可以看到大量的氢化铬。”
弗拉格说，在我们的太阳系中，唯一检测到这种分子的地方是太阳黑子，太阳太热了(表面温度约为6000 K)，而所有其他物体都太冷了。
在她的研究中，弗拉格使用高分辨率光谱学来探测和分析系外行星的大气，比较行星在恒星一侧时系统发出的总体光，以及行星在恒星前方遮挡部分恒星光的情况。某些元素在某些波长阻挡更多的光，而在其他波长阻挡更少的光，从而揭示了行星上的元素。
“高光谱分辨率意味着我们有非常精确的波长信息，”弗拉格说。“我们可以得到成千上万条不同的线。我们用不同的统计方法将它们结合起来，使用一个模板——光谱大致的样子——我们将其与数据进行比较，并进行匹配。如果匹配得好，那就有信号了。我们尝试了所有不同的模板，在这种情况下，氢化铬模板产生了一个信号。”
弗拉格说，即使在合适的温度下，铬也是稀有的，因此研究人员需要灵敏的仪器和望远镜。
为了分析WASP-31b，研究人员使用了2022年3月一次新观测的高分辨率光谱，这是夏威夷茂纳克亚双子座光谱调查系外行星的一部分，使用双子座远程访问CFHT ESPaDOnS光谱仪(GRACES)。他们用2017年的档案数据补充了grace的数据，这些数据并不是为了寻找金属氢化物。
“我们这篇论文的部分数据是位于数据集边缘的旧数据。你不会去寻找它，”弗拉格说。她现在正在其他系外行星上寻找氢化铬和其他金属氢化物——证据可能已经存在了。
弗拉格说:“我希望这篇论文能鼓励其他研究人员在他们的数据中寻找氢化铬和其他金属氢化物。”“我们认为它应该在那里。希望我们能得到更多适合寻找氢化铬的数据，并最终建立一个样本规模来寻找趋势。”
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