天文学家揭示外星行星大气的三维结构 | 路透社

系外行星Tylos（或WASP-121b）的气氛，这是一颗位于距离地球约900光年的气态巨行星，位于船尾座，在2025年2月18日由欧洲南方天文台发布的这幅插图中可见。Tylos的气氛分为三层。ESO/M…. 阅读更多华盛顿，2月19日（路透社） - 天文学家首次解读了我们太阳系之外一颗行星的三维气氛结构，揭示了像婚礼蛋糕一样的三层结构，这颗行星是一颗极其炽热的气态行星，围绕着一颗比我们的太阳更大更热的恒星运行。

研究人员通过结合欧洲南方天文台位于智利的非常大望远镜的四个望远镜单元，透视了WASP-121b的气氛，这颗行星也被称为Tylos，辨别出具有不同化学成分和强烈风的层次分层。

到目前为止，研究人员已经能够确定一些太阳系外行星（称为系外行星）的气氛化学成分，但尚未绘制出垂直结构或化学元素的分布情况。

WASP-121b是一颗“超热木星”，是一类大型气态行星，它们围绕着其宿主恒星运行，使其极其炽热。它的气氛主要由氢和氦组成，类似于木星，我们太阳系中最大的行星。但WASP-121b的气氛与以往所见的任何东西都不同。研究人员通过寻找特定元素的存在来区分三个层次。WASP-121b的底层以铁的存在为特征——由于气氛的极高温度，铁以气体形式存在。风将气体从行星的永恒热侧移动到其较冷的一侧。

中层以钠的存在为特征，行星周围以约43,500英里（70,000公里）每小时的速度环绕吹动的喷流——比我们太阳系中的任何风都要强。上层则是基于其氢的特征，其中一些层被损失到太空中。

“这种结构以前从未被观察到，并且违背了当前关于气氛应如何表现的预测，”来自欧洲南方天文台和法国蓝色海岸天文台拉格朗日实验室的天文学家朱莉亚·维多利亚·赛德尔说，她是本周在期刊《自然》上发表的研究的主要作者。研究人员还在WASP-121b的气氛中检测到了气态的钛。在地球上，由于温度较低，铁和钛都以固态金属形式存在，因此在气氛中不存在。地球的上层大气中确实存在钠层。

“对我来说，这项研究最令人兴奋的部分是它在当前望远镜和仪器的可能性极限上进行操作，”研究合著者、瑞典隆德大学天文学博士生比比安娜·普里诺斯说。

WASP-121b的质量大致与木星相同，但直径是其两倍，使其更加膨胀。它位于距离地球约900光年的方向，朝向船尾座。光年是光在一年内传播的距离，约为5.9万亿英里（9.5万亿公里）。

WASP-121b是潮汐锁定的，这意味着它的一侧永远面向其恒星，而另一侧则背对着，就像月球对地球一样。面向恒星的一侧温度约为4900华氏度（2700摄氏度/3000开尔文）。另一侧的温度约为2200华氏度（1250摄氏度/1500开尔文）。

该行星以约地球与太阳距离的2.5%绕其恒星运行。它距离其恒星比我们太阳系内最内侧的行星水星距离太阳更近约三分之一——如此之近，以至于它在1.3天内完成一次轨道。

其宿主恒星被称为WASP-121，质量和直径大约是太阳的1.5倍，并且更热。

能够辨别系外行星大气的结构可能对天文学家寻找 能够孕育生命的小型岩石行星 有所帮助。“未来，我们可能能够为更小、更凉爽的行星提供类似的观测，因此更类似于地球，”普里诺斯说，特别是随着欧洲南方天文台的 极大望远镜 预计将在本十年末在智利完成，成为世界上最大的光学望远镜。“这些详细的研究对于提供我们在宇宙中的位置的背景是必要的，”赛德尔说。“地球的气候是独特的吗？我们从唯一的数据点——地球——得出的理论能否真正解释整个系外行星的群体？”

“通过我们的研究，我们已经表明气候的表现可能与预测大相径庭。外面的多样性远比我们在家中看到的要多得多，”赛德尔补充道。

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