科技日報(bào)記者 劉霞

一個國際天文團(tuán)隊(duì)首次繪制出一顆系外行星大氣層的三維（3D）結(jié)構(gòu)圖。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這顆行星的大氣層與太陽系內(nèi)行星的大氣層大相徑庭。這一成果為探索系外行星的化學(xué)組成和天氣模式奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。相關(guān)論文發(fā)表于18日出版的《自然》雜志。

這顆系外行星名為WASP-121b，也被稱為“泰洛斯”（Tylos），是一顆氣態(tài)巨行星。它位于船尾座，距離地球約900光年。該行星體積是木星的兩倍，因其距離其主恒星極近，公轉(zhuǎn)周期僅30個地球時，其上大氣也會被加熱到2500℃，足以融化鐵。

研究團(tuán)隊(duì)此次利用歐洲南方天文臺的甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT），深入觀測了“泰洛斯”的大氣層。他們發(fā)現(xiàn)，“泰洛斯”大氣層至少包含3層不同的氣體，這些氣體朝不同方向移動，與太陽系內(nèi)行星的大氣結(jié)構(gòu)迥然不同。

研究人員解釋說，太陽系內(nèi)行星的大氣層結(jié)構(gòu)大同小異，下層大氣產(chǎn)生的噴流主要由行星內(nèi)部的溫差驅(qū)動；而上層風(fēng)則更多受到太陽熱量產(chǎn)生的溫差影響。

然而，“泰洛斯”的大氣層卻展現(xiàn)出截然不同的模式：下層風(fēng)源于恒星熱量的驅(qū)動；急流層主要位于大氣層的中間，沿著赤道朝行星自轉(zhuǎn)的方向吹拂；而上層大氣中的氫也顯示出類似噴流的特征，繞恒星流動并向外漂移到太空中。

為揭示“泰洛斯”大氣層的3D結(jié)構(gòu)，團(tuán)隊(duì)將VLT上4個大型望遠(yuǎn)鏡單元捕捉的光線組合在一起，以揭示更模糊的細(xì)節(jié)。此外，他們還追蹤了大氣層中鐵、鈉和氫的運(yùn)動，并追溯其源自大氣層的不同層。更重要的是，觀測結(jié)果首次顯示，“泰洛斯”大氣層中存在鈦。

團(tuán)隊(duì)指出，“泰洛斯”大氣層內(nèi)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)挑戰(zhàn)了科學(xué)家對氣候運(yùn)行模式的理解。為探測更小類地行星的大氣層，科學(xué)家需要更大的望遠(yuǎn)鏡。目前正在智利阿塔卡馬沙漠建造的極大望遠(yuǎn)鏡有望在系外行星大氣研究中作出更大貢獻(xiàn)。