在热木星WASP-121b周围探测到平流层

由埃克塞特大学天文学家汤姆埃文斯博士领导的国际研究小组在超高温气体巨头WASP-121b上发现了一个含有水和可能的钒和钛氧化物的平流层。

天文学家在2016年WASP-South调查中发现，WASP-121b比木星大1.87倍，质量大1.18倍。

它的主星WASP-121(TYC 7630-352-1)是一颗活跃的F6型主序星，大约是太阳的1.5倍。

WASP-121系统距离Puppis星座881光年远。

WASP-121b是一个所谓的“热木星”，仅需1.3天就可以绕WASP-121飞行。它与母星非常接近，如果它离得更近，那么恒星的引力会开始撕裂它。

天文学家估计这颗行星的温度大约为4,600华氏度(2,500摄氏度)，足以使某些金属沸腾。

之前的研究发现WASP-33b以及其他一些热木星可能存在平流层的迹象。

发表在“ 自然 ”杂志上的这项新研究提供了最好的证据，因为天文学家第一次观察到了热水分子的特征。

美国宇航局艾姆斯研究中心的共同作者马克马利博士说：“这一结果令人兴奋，因为它表明太阳系中大部分大气层的共同特征 - 温暖的平流层 - 也可以在系外行星大气层中找到。”

“理论模型表明，平流层可能定义了一类独特的超热行星，对其大气物理和化学具有重要意义。我们的观察支持这张图片，“埃文斯博士说。

为了研究WASP-121b的平流层，该小组利用NASA / ESA哈勃太空望远镜和NASA斯皮策太空望远镜上的红外阵列摄像机观察了该行星的二次日食。

研究人员分析了平流层中不同分子对特定波长光的反应。

“例如，行星大气中的水蒸气以可预测的方式响应特定波长的光线，取决于水的温度，”他们解释说。

“星光能够深入到行星的大气中，在那里它会升高那里的气体温度。然后，这种气体将热量作为红外线照射到太空中。“

“但是，如果大气顶部有较冷的水蒸气，水分子会阻止这些光的某些波长逃逸到太空。但如果大气顶部的水分子具有更高的温度，它们将以相同的波长发光。“

“来自水的光的发射意味着温度随着高度的增加而增加，”共同作者，美国宇航局喷气推进实验室的Tiffany Kataria博士说。

在地球的平流层，臭氧气体捕获来自太阳的紫外线辐射，从而提高了这层大气层的温度。其他太阳系天体也有平流层; 例如，甲烷负责在木星和土星的卫星土卫六的平流层中加热。

在太阳系行星中，平流层内的温度变化通常约为华氏100度(约56摄氏度)。

在WASP-121b上，平流层的温度上升了1000华氏度(560摄氏度)。

天文学家还不知道什么化学物质会导致WASP-121b大气层温度升高。氧化钒和氧化钛是候选物，因为它们常见于褐矮星中。

预计这些化合物仅存在于最热的热木星上，因为需要高温来保持它们处于气态。