科学家发现“闪闪发光”的系外行星，会有外星生命存在吗？

科学家们在太阳系外一个巨大的行星上发现了令人信服的证据。地球的平流层温度热得足以使铁沸腾。WASP - 121b，距地球约900光年，是一颗常被称为“热木星”的气体巨型系外行星。

由埃克塞特大学领导的国际研究团队在马里兰大学的贡献下，利用美国宇航局(NASA)的哈勃太空望远镜观测了wasp - 121b大气层中发光的水分子，做出了新的发现。这项研究发表在2017年8月3日出版的《自然》杂志上。

此次研究是第一次探测到发光的水分子，这是迄今为止最清晰的信号，显示出系外行星的平流层。

研究人员在报告中指出：“当涉及到遥远的系外行星时，我们无法看到与太阳系其他行星一样的细节，我们必须依靠技术来揭示它们的结构，wasp- 121b的平流层温度非常高，可以使水蒸气发光，这是我们分析的基础。”

为了研究这个气体巨大的平流层，科学家们用光谱分析了行星的亮度在不同波长的光下是如何变化的。例如，行星大气层中的水蒸气以可预测的方式对特定波长的光做出反应，这取决于水的温度。在较冷的温度下，水汽阻止了它下面的光。但在更高的温度下，水分子会发光。

这种现象类似于烟火，当金属物质被加热和蒸发，将电子转移到更高的能量状态时，会得到它们的颜色。根据材料的不同，这些电子在失去能量的时候会发出特定波长的光。例如，钠产生橙黄色的光，锶产生红光。wasp - 121b大气中的水分子同样会在失去能量时发出辐射，但它是以红外线的形式存在，人眼无法探测到。

埃克塞特大学的研究人员表示：“理论模型表明，strato球体可能是一种特殊类型的超热系外行星，对大气物理和化学有重要影响。当我们把哈勃望远镜对准wasp - 121b时，我们看到了发光的水分子，这意味着这个星球有一个强大的平流层。”

这颗系外行星每1.3天绕着它的主恒星运行，而这两个天体的距离很近，因为没有恒星的引力将行星分开。这种近距离接触也意味着大气层的顶部被加热到炽热的2500摄氏度，这一温度是在气体中存在的，不是固态的。

“这项新研究是科学家在研究热外行星时一直在寻找的确凿证据，我们已经发现了这个炽热的木星有一个平流层，这是我们大多数太阳系行星上常见的特征。”

在地球的平流层中，臭氧吸收太阳的紫外线辐射，这提高了大气层的温度。其他的太阳系天体也有平流层，比如，甲烷在木星和土星的卫星泰坦的平流层中加热。在太阳系的行星中，平流层中温度的变化通常小于100摄氏度。然而，在wasp - 121b上，平流层的温度上升了1000摄氏度。

我们已经测量了wasp - 121b在高海拔地区的大气温度的强烈上升，但我们还不知道是什么导致了这种剧烈的升温，我们希望通过其他波长的观测来解决这个谜团。”

氧化钒和氧化钛气体是候选热源，因为它们强烈吸收可见波长的星光，就像臭氧吸收紫外线辐射一样。这些化合物预计只会出现在最热的热木星上，如wasp - 121b，因为需要高温才能使它们保持气态。事实上，氧化钒和氧化钛经常出现在褐矮星中，“失败的恒星”与系外行星有一些共性。

“这颗超级热的外行星将成为我们大气模型的基准，将是进入韦伯时代的一个伟大的观测目标，”研究人员在报告中总结道。