地球上的大氣層主要由氧氣和氮氣組成，這兩種氣體的沸點非常低，地球的氣溫下兩者只能以氣態(tài)的形式存在。
地球上大氣層中還有不停循環(huán)的水，地球所在太陽系的位置剛剛好，讓水可以非常容易進行氣態(tài)和液態(tài)切換，這是地球出現(xiàn)生命的關鍵。
另外，地球各個地區(qū)受到的太陽輻射并不相同，這就形成了風，風讓地球的大氣層中的物質(zhì)流通起來，彼此交換。
龍卷風是地球上極端天氣之一，也是能達到快風速的風暴類型，不過龍卷風通常不被列入快地面風速的排名，因為沒有可靠的方法直接測量其風速。
△ 臺風等級和對應的風速
據(jù)信，龍卷風的快風速可以超過500公里每小時，這種風速可以輕松將小汽車卷跑。
毫無疑問，地球的極端天氣極具破壞力，然而放眼全宇宙，地球的環(huán)境是非常穩(wěn)定的，極端的天氣也遠不算什么。
近天文學家發(fā)現(xiàn)了一顆奇怪的系外行星，它位于船尾座，距離我們900光年，被命名為WASP-121b。
△ WASP-121b藝術合成圖
天文學家被WASP-121b獨特的大氣層行為所吸引，他們利用位于智利的歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡 (VLT) 繪制出這顆行星大氣層的3D結(jié)構(gòu)，而這是人類首次如此深入和詳細地研究系外行星的大氣層。
WASP-121b是一顆超熱木星，所謂超熱木星指的是質(zhì)量與木星相似的氣態(tài)巨行星，同時它距離母恒星非常近——只有0.5~0.015天文單位。
由于多種原因，一個恒星系統(tǒng)中靠近恒星的行星通常是巖石行星，而遠離的恒星的才會出現(xiàn)氣態(tài)巨行星。
熱木星獨特的位置和質(zhì)量，預示著它們的不同尋常，通常包含許多奇怪的東西。
WASP-121b繞其母恒星運行的軌道非常近，因此它的公轉(zhuǎn)周期非常短，一年只相當于地球上的30小時。
另一方面，由于它如此靠近母恒星，所以它早已被抄襲鎖定，就像我們的月球一樣，永遠只有一面朝著主星。
所有這些創(chuàng)造了一個極端的世界！
WASP-121b永遠朝著恒星的那一面，溫度高達2500℃——這足以蒸發(fā)鐵等金屬，另一側(cè)則籠罩在永恒的黑夜中，溫度要低得多，極端溫差制造出極端的風。
△ 在行星穿越恒星時的光譜分析可以知道它們表面的物質(zhì)
通過結(jié)合甚大望遠鏡的四個望遠鏡單元的光線，研究人員使用ESPRESSO儀器（一個高精度的光譜儀）在WASP-121b完全穿越其恒星時對其進行了觀察，這讓他們以前所未有的細節(jié)探測了該行星的大氣層。
結(jié)果顯示，其大氣層中的主要氣態(tài)物質(zhì)是鐵氣、鈉氣和氫氣，以及一些鈦氣，這些氣體被分成三層，底部是鐵風，其次是風速極快的鈉風，上層則是氫風。
△ 該圖展示了WASP-121b的三層大氣層，圖源：ESO/M. Kornmesser
這種分層的氣流結(jié)構(gòu)形成了獨特的氣候。
研究人員觀察到，該行星上有一股急流在行星赤道周圍旋轉(zhuǎn)物質(zhì)，橫跨半個行星，其風速高達70000公里每小時，地球的極端風速與之相比，只能用平靜來形容。
另外，這個風速也是目前已記錄到的快行星風速，是此前記錄到的快行星風速的兩倍。
有趣的是，由于該行星的風是分層流動的形式，所以這個急流下層有另外一股獨自運行的氣流，它直接將上面的急流“托舉”起來移動——從熱的一面移動到冷的一面，這種氣候在任何星球上都從未見過。
除此之外，WASP-121b大氣層的噴射流也與太陽系行星不同，后者的噴射流通常由內(nèi)部溫差驅(qū)動，而WASP-121b似乎受到恒星強烈熱量和磁場的影響。
雖然，WASP-121b不算典型的系外行星，與之類似的超熱木星也有被發(fā)現(xiàn)，但是WASP-121b絕對是奇怪的這類行星之一，實際上它的觀察結(jié)果與理論得出的結(jié)果完全相反。
值得一提的是，之所以研究人員能夠了解到WASP-121b大氣層如此多的細節(jié)，這要得益于甚大望遠鏡，它能夠很好的觀察熱木星。
然而，目前還沒有一個望遠鏡能夠很好地探測較小的類地行星大氣層，如果人們能夠了解類地行星大氣層的細節(jié)，其實就可以很好的判斷其宜居性，甚至是判斷生命跡象。
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