天文学家为系外行星大气绘制三维结构图

新华社柏林2月19日电 在900光年外的一颗行星上，大气分成迥然不同的三层，刮着方向不同的强风，携带着铁、钠等物质汹涌奔流，形成复杂天气。这不是科幻小说中的场景，而是天文学家为该行星大气绘制的三维结构图，也是迄今对太阳系外行星大气和天气的最详细研究。
欧洲南方天文台日前发布的新闻公报说，一个国际天文学家团队利用该天文台设在智利的甚大望远镜观测太阳系外行星WASP-121b，通过光谱数据追踪行星大气中不同元素的运动，发现了大气的分层结构和气流特征。相关论文发表在新一期英国《自然》杂志上。
论文介绍，这颗系外行星发现于2016年，是一颗气态巨行星，与木星相似但更大一些，绕其恒星公转的周期仅1.3个地球日，其大气中含有多种元素，平流层里存在水分子。这颗行星以固定的一面朝向其恒星，白昼面和夜晚面的温差可达1500度，极端温差导致空气流动产生强风，比太阳系行星上的风要强烈得多。
由于较重的元素富集在该行星大气层中较低的位置，研究人员根据铁、钠和氢元素的运动，描绘出该行星白昼面大气的分层图景：含铁的底层气流从白昼面的中央向两侧流向夜晚面；中层是富含钠元素、运动方向与行星自转方向相同的“赤道急流”；以氢为主的上层气流沿自转方向流动并升腾。
太阳系外行星通常难以直接观测，WASP-121b是通过凌星法发现的，也就是利用行星对其恒星的光遮挡来探测系外行星。在地球观测者看来，行星通过在其恒星表面造成“日食”使恒星亮度下降。这次对其大气的研究，也是通过观察凌星过程进行的，行星遮掩恒星时，其大气中的元素会使恒星光谱产生相应的吸收线。