科学家研究了一颗炽热系外行星的大气，发现跟地球很类似

地球的大气层不是一个统一的外壳，而是由不同的层组成，每个层都具有不同的特征。例如，最低层——对流层，包含大部分水蒸气，因此是大多数天气现象发生的层。它上面的层——平流层，是著名的臭氧层，它可以保护我们免受太阳有害的紫外线辐射。

1月27日发表在《自然·天文学》上的一项新研究中，由瑞典隆德大学领导的一个国际研究小组首次表明，已知最极端的行星之一——一颗类似木星的炽热系外行星——的大气层也可能具有类似的不同层，尽管具有非常不同的特征。

WASP-189b 是我们太阳系外的一颗行星，距离地球 322 光年。2020 年，利用欧洲空间局系外行星特性探测卫星（CHEOPS）太空望远镜进行的大量观测显示，这颗行星离其主恒星的距离非常近，是地球离太阳的1/20，白天温度达到 3200 摄氏度。最近在智利拉西拉天文台使用高精度径向速度行星搜索器（HARPS）光谱仪进行的研究首次让研究人员能够更仔细地观察这颗类似木星的行星的大气。

该研究的主要作者、隆德大学的博士生比比亚娜·普利诺斯（Bibiana Prinoth）说：“我们测量了来自宿主恒星并穿过该行星大气层的光。大气层中的气体吸收了一些星光，类似于臭氧吸收地球大气中的一些阳光，从而留下了它们特有的‘指纹’。在 HARPS 的帮助下，我们能够识别出相应的物质。”研究人员说，这些物质包括铁、铬、钒、镁和锰。

研究小组发现的一种特别有趣的物质是一种含有钛的气体：二氧化钛。虽然二氧化钛在地球上非常稀缺，但它可以在 WASP-189b 的大气中发挥重要作用——类似于地球大气中的臭氧。二氧化钛吸收短波辐射，例如紫外线辐射。因此，它的检测可能表明 WASP-189b 大气中的一层与恒星辐射相互作用，类似于地球上臭氧层的作用。

事实上，研究人员在这颗超热的类木星行星上发现了这样的一层和其他层的迹象。“在我们的分析中，我们看到不同气体的‘指纹’与我们的预期相比略有改变。我们相信强风和其他过程可能会产生这些变化。而且由于不同气体的特征以不同的方式改变，我们认为这表明它们存在于不同的层中——类似于地球上的水蒸气和臭氧的表征从远处看起来会发生不同的变化，因为它们大多出现在不同的大气层中，”普利诺斯解释说。

这些结果可能会改变天文学家研究系外行星的方式。过去，天文学家经常假设系外行星的大气层以单一的均匀层的形式存在，并在此基础上进行研究。但这项最新的研究结果表明，即使是受到强烈辐照的巨型气体行星的大气层也具有复杂的三维结构。这可能有助于天文学家了解许多其他系外行星的复杂性——包括类地行星。

WASP-189系统的主要参数（图片来源：欧洲空间局）