天文学家利用其绕轨道运行的恒星发出的光，观察到了 850 光年外的系外行星的大气层。 不仅仅是任何系外行星，而且是我们发现的最热的行星之一 - 现在至少有七种金属被发现以气体形式漂浮在其大气层中。
这颗系外行星是 WASP-121b，我们称之为热行星的类型。 这是因为它是一颗气态巨行星，距离恒星如此之近，以至于它的温度与恒星本身的温度相当。酷明星，可以肯定的是，但仍然是明星。
就系外行星而言，WASP-121b 非常有名。 它于2015年首次被发现，是一颗系外行星约质量的1.18倍大小是木星的1.81倍，其近轨道运行时间仅为1.27天。 两年后，它成为第一颗系外行星在其平流层中发现了水- 不过，考虑到这颗行星的极端高温，它不太可能适合居住。
现在天文学家已经仔细观察了这颗系外行星的大气层，他们的发现让他们感到惊讶。
它的温度在 2,500 到 3,000 摄氏度（大约 4,500 到 5,500 华氏度）之间，这并不是我们所见过的这些系外行星中最热的。
但它是如此之热，以至于它的大气层应该比天文学家在早期研究中观察到的要简单得多——复杂的分子不应该在如此高的温度下形成。
这些早期的研究表明，含有稀有金属的分子钒缺乏钛可以解释早期 WASP-121b 大气层观测中的光谱。
“之前的研究试图用我认为不合理的理论来解释这些复杂的观察结果，”天文学家 Jens Hoeijmakers 说道瑞士伯尔尼大学和日内瓦大学。
“但事实证明他们是对的。令我惊讶的是，我们实际上在观察中发现了强烈的钒特征。”
窥视系外行星的大气层并不是一件容易的事。 首先，你需要系外行星穿过我们和恒星之间。 这实际上是首先找到系外行星的好方法——你寻找非常微弱的、有规律的星光下降，告诉你有一个巨大的东西正在绕恒星运行。
要研究大气，您需要更微弱的信号。
当系外行星经过恒星前方时，一些恒星的光会穿过大气层。 根据大气中存在的元素，某些波长的光将被吸收和增强。 如果您可以获取全光谱的波长，这些波长将显示为吸收线和发射线。
正如你可以想象的那样，信号不是很强，而且有很多噪音。 因此，首先，您需要良好的降噪工具，并且不会破坏您所需的数据。
信号还可以通过获取多个传输光谱并将它们叠加来放大和澄清 - 因此，轨道周期短的系外行星允许我们获取更多的传输光谱，从而更容易分析。 例如，像木星这样的绕 12 年轨道运行的系外行星就不是理想的候选者。 但 WASP-121b 的紧密轨道运行良好。
为了获得 WASP-121b 的强频谱，Hoeijmakers 和他的团队使用先前观察到的三个凌日使用欧洲南方天文台La Silla 3.6m望远镜上的HARPS摄谱仪，并对数据进行了重新处理。
他们在系外行星的大气层中发现了一种有趣的金属鸡尾酒。 当然，还有前面提到的钒。 此外，研究小组还确定了铁、铬、钙、钠、镁和镍的光谱特征。 值得注意的是，其中没有钛——与早期的发现一致。
“由于 WASP-121b 上普遍存在的高温，所有金属都蒸发了，从而确保了系外行星上的空气由蒸发的金属等组成，”Hoeijmakers 解释。
热木星是非常神秘的行星，并且这样的分析的他们的气氛可以帮助我们理解他们。 我们不知道它们为何或如何如此接近恒星，了解它们的大气层中的物质可以帮助我们弄清楚它们是否在那里形成，或者是否从更远的轨道向内迁移。
但这些研究也有助于开发探测行星寻找外星生命的工具包。 我们今天用来识别铁和钠的东西，如果有更灵敏的设备，有一天可以帮助找到生物体产生和使用的分子，例如氧气和甲烷。
“经过多年对那里的情况进行编目，我们现在不再只是进行测量，”霍伊梅克斯 说。
“我们真正开始了解仪器向我们展示的数据。行星之间有何相似和不同。也许，就像查尔斯·达尔文在描述了无数动物种类后开始发展进化论一样，我们我们开始更多地了解这些系外行星是如何形成的以及它们是如何运作的。”
该研究发表于天文学与天体物理学。
