超熱木星是太陽系中未發現的一類極端行星，它為了解大氣過程提供了一個獨特的窗口。利用歐洲南方天文台甚大望遠鏡的四個望遠鏡單元，天文學家現在已經探測了超熱木星系外行星 WASP-121b 的大氣層深處，並在不同的層中揭示了獨特的強大風，形成了大氣層的 3D 結構圖。
該圖顯示了 WASP-121b 大氣層的結構和運動。圖片來源：ESO / M. Kornmesser。
是一顆氣態巨行星，其體積是木星的 1.87 倍，質量是木星的 1.18 倍。
這個外星世界於 2016 年首次被發現，繞其母 F6 型恆星 WASP-121 (TYC 7630-352-1) 運行僅需 1.3 天。
WASP-121 系統位於距我們約 881 光年的船尾座。
WASP-121b 是一顆所謂的“超熱木星”，繞 WASP-121 運行僅需 1.3 天。它距離母恆星如此之近，如果它再靠近一點，恆星的引力就會開始將其撕裂。
天文學家估計這顆行星的溫度約為 2,500 攝氏度（4,600 華氏度），熱度足以使某些金屬沸騰。
“WASP-121b 的大氣層行為方式挑戰了我們對天氣如何運作的理解——不僅在地球上，而且在所有行星上，”歐洲南方天文台和拉格朗日實驗室（藍色海岸天文台的一部分）的天文學家朱莉婭·維多利亞·賽德爾博士說。
“感覺就像是科幻小說裡的東西。”
“我們的發現令人驚訝：噴射流使物質繞地球赤道旋轉，而大氣層較低層的單獨氣流將氣體從熱側移動到較冷側。”
“這種氣候以前在任何星球上都從未見過。”
“觀測到的急流跨越了地球的一半，當它穿過 WASP-121b 的熱面時，速度不斷加快，劇烈地攪動了高空的大氣層。”
“相比之下，即使是太陽系中最強的颶風也顯得平靜。”
為了揭示 WASP-121b 大氣層的 3D 結構，Seidel 博士及其同事用過的ESO 甚大望遠鏡 (VLT) 上的 ESPRESSO 儀器將其四個大型望遠鏡單元的光線組合成單個信號。
VLT 的這種組合模式收集的光線是單個望遠鏡單元的四倍，從而揭示了更微弱的細節。
通過觀察行星在其主恆星前面的一次完整凌日，ESPRESSO 能夠檢測到多種化學元素的特徵，從而探測大氣層的不同層。
“VLT 使我們能夠一次性探測這顆系外行星大氣層的三個不同層，”太空望遠鏡科學研究所的天文學家萊昂納多·A·多斯桑托斯博士說。
天文學家追踪了鐵、鈉和氫的運動，這使他們能夠分別追踪地球大氣層深層、中層和淺層的風。
“這種觀測對於太空望遠鏡來說非常具有挑戰性，這凸顯了對系外行星進行地面觀測的重要性，”多斯桑托斯博士說。
有趣的是，觀察結果還透露噴射流下方存在鈦。
這是另一個驚喜，因為之前對這顆行星的觀測表明這種元素不存在，可能是因為它隱藏在大氣層深處。
“我們能夠在如此遙遠的距離研究行星的化學組成和天氣模式等細節，這確實令人興奮，”博士比比亞娜·普里諾斯 (Bibiana Prinoth) 說。隆德大學學生。
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合資公司賽德爾等人。系外行星大氣急流的垂直結構。自然，2025 年 2 月 18 日在線發布；號碼：10.1038/s41586-025-08664-1
