天文学家对距离地球约520光年的外行星上的云进行了精确探测

利用多台望远镜的数据，科学家们在距离地球约520光年的一颗气态巨行星上探测到云。观测如此详细，他们甚至以迄今为止最精确的方式辨别出云层的高度和高层大气的结构。

这项工作将帮助我们更好地了解系外行星的大气——并寻找可能具有适合生命生存的条件或光谱中的生物特征的世界。我们也越来越接近为遥远的外星世界制作天气报告。

这颗系外行星是2016年发现的WASP-127b。它是一颗炽热的行星，它的轨道距离它的恒星如此之近，以至于它的一年只有4.2天。这颗系外行星的大小是木星的1.3倍，但质量只有木星的0.16倍。

这意味着它的大气层有点稀薄和脆弱——非常适合尝试根据从系外行星的主恒星流过它的光来分析它的组成成分。

为此，由加拿大蒙特利尔大学的天文学家罗曼·阿拉特（Romain Allart ）领导的一组研究人员，将来自天基哈勃太空望远镜的红外数据和来自地面甚大望远镜ESPRESSO 仪器的光学数据相结合，以对等进入WASP-127b大气层的不同高度。

“首先，正如之前在这种类型的行星中发现的那样，我们检测到钠的存在，但其高度比我们预期的要低得多，” 阿拉特说。

“其次，红外线中有很强的水蒸气信号，但在可见光波长处根本没有。这意味着较低水平的水蒸气被在可见光波长下不透明但在红外线下透明的云层屏蔽。”

弄清楚系外行星大气的组成是一件棘手的事情。那是因为我们无法直接看到大多数系外行星；我们根据它们对宿主恒星的影响推断它们的存在。其中之一是变暗和变亮——当系外行星从我们和恒星之间经过时，来自恒星的光会变暗。

如果它按规律进行足够多的次数，那么这就是系外行星绕轨道运行的迹象之一。我们也可以通过其他方式使用这些信息。当星光穿过系外行星的大气层时，光谱中的波长可以被吸收或被不同元素吸收。我们将这些特征称为吸收线，我们可以对它们进行解码以查看大气中的物质。

这就是阿拉特和他的团队所做的，使用高分辨率吸收数据将云层的高度缩小到一个令人惊讶的低云层，大气压力在0.3到0.5毫巴之间。

“我们还不知道云的成分，除了它们不像地球上那样由水滴组成，”阿拉特说。

“我们也对为什么在这个星球上一个意想不到的地方发现了钠感到困惑。未来的研究不仅将帮助我们更多地了解大气结构，而且还将帮助我们了解WASP-127b，它被证明是一个迷人的地方。”

该团队的分析还发现了一些关于WASP-127b如何围绕其宿主恒星运行的奇特之处。在太阳系中，事物是有序的，所有行星都沿着太阳自转的方向运行，在一个或多或少围绕太阳赤道的平面上。这是因为太阳系形成的方式，从一个物质盘旋入旋转的婴儿太阳中。

WASP-127b不仅沿与其恒星自转相反的方向运行，而且以非常明显的角度运行，几乎围绕着恒星的两极。该系统被认为大约有100亿年的历史，这意味着在那个特定的区域肯定会发生一些奇怪的事情。

“对于旧恒星系统中的热行星来说，这种对齐是出乎意料的，可能是由未知的伴星造成的，”阿拉特说，“所有这些独特的特征使WASP-127b成为未来将非常深入研究的行星。”

该研究发表在《天文学与天体物理学》上。