天文学家近日宣布了一项令人瞩目的研究成果：他们首次深入探索了一颗太阳系外行星的大气层，这颗行星名为WASP-121b，因其极端气候特征而备受瞩目。研究团队利用位于智利阿塔卡马沙漠北部的甚大望远镜（VLT），揭示了这颗行星上前所未有的天气现象。
WASP-121b距离地球约900光年，属于“超热木星”类别，其质量约为木星的1.2倍。由于它绕宿主恒星运行的轨道极其接近，公转周期仅为30个地球小时，这颗行星因此处于潮汐锁定状态。一面永远沐浴在恒星的光芒中，形成酷热难耐的白昼面；另一面则永远背离恒星，处于相对凉爽的黑夜面。这种极端的温差导致白昼面的铁和其他金属被高温蒸发，随后被强劲的风吹向黑夜面，凝结成液态金属雨落下。
科学家们通过VLT的ESPRESSO仪器对WASP-121b的大气层进行了详细研究，成功创建了该行星大气的三维地图。他们发现，大气层中存在多种类型的风，并观测到一股横跨半个行星的巨型喷射气流。这一发现挑战了人们对天气运行机制的传统理解，不仅限于地球，而是对所有行星的天气现象提出了新的思考。
研究团队负责人、法国蔚蓝海岸天文台研究员茱莉亚·维多利亚·赛德尔表示，WASP-121b的大气行为如同科幻小说中的情节，令人难以置信。ESPRESSO仪器能够将不同望远镜的光线组合起来，分析的光量是一个单一仪器的四倍，从而能够探测到行星大气中更微弱的细节。在一次完整的行星绕恒星运行过程中，研究人员通过ESPRESSO检测到了多种化学物质的信号，覆盖了大气层的不同区域。
团队成员、太空望远镜科学研究所的研究员莱昂纳多·A·多斯桑托斯指出，VLT使他们能够一次性探测到这颗系外行星大气的三个不同层。通过追踪铁、钠和氢等元素的运动，研究人员分析了大气层深处、中部和浅层的风向。这种观测对于空间望远镜来说极具挑战性，凸显了地面观测在系外行星研究中的重要性。
研究团队还意外发现，在巨型喷射气流下方存在钛元素。此前对WASP-121b的观测并未发现该元素的存在，可能是因为钛元素隐藏在该超热木星大气层的深处。瑞典隆德大学的研究员比比安娜·普里诺斯表示，能够在如此遥远的距离上研究行星的化学成分和天气模式等细节，真是令人难以置信。
这项研究成果已于近日发表在《自然》杂志上，为科学家们进一步了解系外行星的大气层和天气现象提供了新的视角和线索。
