天文学家近日宣布了一项突破性的发现,他们成功地对一颗位于太阳系外的极端行星——WASP-121b的大气层进行了详尽的研究。这项研究是在智利阿塔卡马沙漠北部的甚大望远镜(VLT)的帮助下完成的,首次揭示了这颗行星复杂而独特的大气行为。
WASP-121b,一颗距离地球约900光年的“超热木星”,以其极端的气候条件吸引了科学家们的广泛关注。它的质量约为木星的1.2倍,且由于轨道极其接近其宿主恒星,公转周期仅为30个地球小时。这种极近的轨道距离导致WASP-121b被潮汐锁定,一面永远面向恒星,另一面则永远处于黑暗之中。
在面向恒星的一面,高温使得铁和其他金属蒸发,随后被强劲的风吹向黑暗的一面,在那里凝结成液态金属雨落下。科学家们利用VLT的ESPRESSO仪器,对WASP-121b的大气层进行了三维测绘,发现了不同类型的风以及横跨半个行星的喷射气流。
法国蔚蓝海岸天文台的研究员茱莉亚·维多利亚·赛德尔作为研究团队的负责人表示,WASP-121b的大气行为挑战了我们对天气运行机制的传统理解,这种现象不仅令人难以置信,也超越了我们对地球天气的认知。
ESPRESSO仪器通过组合不同望远镜的光线,提高了分析的光量,使得科学家们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,研究人员检测到了多种化学物质的信号,并覆盖了大气层的不同层次。
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,研究团队分析了大气层深处、中部和浅层的风向。
研究还意外地在喷射气流下方发现了钛元素的存在。此前对WASP-121b的观测中并未发现这一元素,科学家们推测它可能隐藏在行星大气层的深处。
瑞典隆德大学的研究员比比安娜·普里诺斯对这一发现表示惊叹,她认为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,是令人难以置信的成就。
这项研究成果已于近期发表在《自然》杂志上,为科学家们提供了对系外行星大气层的全新认识,也激发了我们对宇宙中极端天气现象的好奇心。