科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了目前能夠證實(shí)太陽系外的行星（即外行星）具有平流層的最強(qiáng)證據(jù)。平流層是大氣層的一層，溫度隨著海拔高度的上升而升高。

加州硅谷埃姆斯特朗研究中心研究合作者M(jìn)ark Marley表示，“這是個令人激動的結(jié)果，因?yàn)樗砻魈栂档拇蟛糠执髿鈱铀哂械墓餐卣鳌粋€溫暖的平流層，在其他外行星大氣中也存在?！薄拔覀儸F(xiàn)在可以把外行星大氣層中的過程，與我們太陽系在不同情況下發(fā)生的同過程進(jìn)行比較?！?/p>

這顆行星大氣層的頂部被加熱到熾熱的4600華氏度（2500攝氏度），溫度高到足以煮沸一些金屬。

圖像來源：NASA, ESA, and G. Bacon (STSci)

在《自然》上的發(fā)表的研究報告中，科學(xué)家們用NASA哈勃望遠(yuǎn)鏡傳回的數(shù)據(jù)分析了WASP-121b。WASP-121b是一種被稱為“熱木星”的外行星。它的質(zhì)量是木星的1.2倍，半徑是木星的1.9倍，這讓它比木星更膨脹。木星每12年繞太陽旋轉(zhuǎn)一圈，但是WASP-121b公轉(zhuǎn)一圈僅需要1.3天。這顆外行星離其母恒星非常接近，如果它再接近一點(diǎn)，其母恒星的重力將會開始把它扯裂。這還意味著這顆行星的大氣層頂部被加熱到熾熱的4600華氏度（2500攝氏度），溫度高到足以煮沸一些金屬。WASP-121星系估計距地球900光年，這是一段很長的距離，但是按照銀河系標(biāo)準(zhǔn)而言，還算近的。

之前的研究發(fā)現(xiàn)，WASP-33b和其他幾顆熱木星可能具有平流層的跡象。這個新的研究呈現(xiàn)了目前為止最好的證據(jù)，因?yàn)榭茖W(xué)家們首次發(fā)現(xiàn)了熱水分子的標(biāo)記。

英國?？巳卮髮W(xué)的首席作者Tom Evans表示：“理論的模型已經(jīng)表明平流層可能定義了一類迥然不同的超熱行星群，并且富含對其大氣物理學(xué)和化學(xué)的重要啟示?！薄拔覀兊陌l(fā)現(xiàn)支持了這個想法?！?/p>

為了研究WASP-121b的平流層，科學(xué)家用哈勃望遠(yuǎn)鏡的光譜分析能力分析了大氣層中的不同分子是如何對特定波長的光進(jìn)行反應(yīng)的。例如，對應(yīng)某些特定波長的光，大氣層中的水蒸氣在不同溫度下的表現(xiàn)是可預(yù)測的。

這幅藝術(shù)概念圖描繪的是熱木星WASP-121b，它提供了外行星具有平流層的最佳證據(jù)。

圖片來源：Engine House VFX,?？巳卮髮W(xué)布里斯托科學(xué)中心

星光能夠深入穿透行星的大氣層，使其氣體的溫度上升。這些氣體將其熱量以紅外光的形式輻射到太空。如果大氣層頂部存在較冷的水蒸氣，水分子將會防止某些波長的光逃逸到太空。但是如果大氣層頂部的水分子溫度較高，它們會在相同的波長發(fā)光。

加利福尼亞州帕薩迪納市NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的研究合作者，Tiffany Kataria表示，“從水中散發(fā)出的光表明平流層的溫度隨著高度的上升而升高。根據(jù)哈勃望遠(yuǎn)鏡即將發(fā)回的數(shù)據(jù)，我們有望探索出這種特性可維持的經(jīng)度有多高，這非常振奮人心?！?/p>

這個特殊的現(xiàn)象與放煙花相似，通過化學(xué)物質(zhì)放射出光使火焰呈現(xiàn)不同的顏色。當(dāng)金屬物質(zhì)加熱蒸發(fā)時，它們的電子躍進(jìn)到更高能的狀態(tài)。根據(jù)不同的材料，這些電子在失去能量時發(fā)射出波長特定的光。比如，鈉發(fā)出橘黃-黃色的光，鍶發(fā)出紅色的光。相似的，當(dāng)WASP-121b大氣層中的水分子失去能量時，也釋放出輻射，但輻射形式是人類肉眼無法觀測到的紅外光。

在地球的平流層中，臭氧吸收太陽發(fā)出的紫外線輻射，使這一層的溫度升高。太陽系其他的行星也具有平流層，比如木星和土星的衛(wèi)星泰坦（土衛(wèi)六Titan），二者的平流層是由甲烷加熱的。

這個360°的動畫描繪了行星WASP-121b，一顆大氣層中有發(fā)光水汽的外行星。WASP-121b是一種被稱為‘熱木星’的外行星，其大氣層的溫度高到足以煮沸鐵。這顆行星以非常接近其母恒星的軌道運(yùn)行，位于距地球約900光年的船尾座 (Puppis星座)。

在太陽系行星中的平流層，溫度變化一般在100華氏度（56攝氏度）左右。在WASP-121b上，平流層的溫度上升了1000華氏度（560攝氏度）。科學(xué)家現(xiàn)在還不知道是什么化學(xué)物導(dǎo)致了WASP-121b大氣層這樣的溫度飚升。氧化釩和氧化鈦是可能的候選，因?yàn)樗鼈冊诤职侵斜容^常見，這些“失敗的恒星”和外行星存在某些共性。這些化合物預(yù)計只可能出現(xiàn)在最熱的熱木星上，因?yàn)樗鼈冃枰邷貋肀３謿鈶B(tài)。

馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達(dá)德太空飛行中心，這個項目的合作者Hannah Wakeford表示：“這顆超熱的外行星將會成為我們平流層模型的基準(zhǔn)，并且它將成為韋伯望遠(yuǎn)鏡時代（Webbera）偉大的觀察目標(biāo)?！?/p>

哈勃望遠(yuǎn)鏡是一個由NASA和ESA進(jìn)行的國際合作項目。馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達(dá)德太空飛行中心管理望遠(yuǎn)鏡。位于馬里蘭州巴爾的太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所（STScl）負(fù)責(zé)哈勃望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)運(yùn)作。STScl由華盛頓天文研究所大學(xué)協(xié)會為NASA運(yùn)作。加州理工學(xué)院為NASA管理JPL。

（編輯：Tony Greicius 翻譯：Galaxyi 校對：王索）