天文學家為系外行星大氣繪製三維結構圖

新華社柏林2月19日電 在900光年外的一顆行星上，大氣分成迥然不同的三層，颳着方向不同的強風，攜帶着鐵、鈉等物質洶湧奔流，形成複雜天氣。這不是科幻小説中的場景，而是天文學家為該行星大氣繪製的三維結構圖，也是迄今對太陽系外行星大氣和天氣的最詳細研究。

歐洲南方天文台日前發佈的新聞公報説，一個國際天文學家團隊利用該天文台設在智利的甚大望遠鏡觀測太陽系外行星WASP-121b，通過光譜數據追蹤行星大氣中不同元素的運動，發現了大氣的分層結構和氣流特徵。相關論文發表在新一期英國《自然》雜誌上。

論文介紹，這顆系外行星發現於2016年，是一顆氣態巨行星，與木星相似但更大一些，繞其恆星公轉的週期僅1.3個地球日，其大氣中含有多種元素，平流層裏存在水分子。這顆行星以固定的一面朝向其恆星，白晝面和夜晚面的温差可達1500度，極端温差導致空氣流動產生強風，比太陽系行星上的風要強烈得多。

由於較重的元素富集在該行星大氣層中較低的位置，研究人員根據鐵、鈉和氫元素的運動，描繪出該行星白晝面大氣的分層圖景：含鐵的底層氣流從白晝面的中央向兩側流向夜晚面；中層是富含鈉元素、運動方向與行星自轉方向相同的“赤道急流”；以氫為主的上層氣流沿自轉方向流動並升騰。

太陽系外行星通常難以直接觀測，WASP-121b是通過凌星法發現的，也就是利用行星對其恆星的光遮擋來探測系外行星。在地球觀測者看來，行星通過在其恆星表面造成“日食”使恆星亮度下降。這次對其大氣的研究，也是通過觀察凌星過程進行的，行星遮掩恆星時，其大氣中的元素會使恆星光譜產生相應的吸收線。