可能有許多系外行星都含有大量水氣的大氣層

大氣使到地球表面出現生命，而且保護我們免受破壞性宇宙射線的侵害。雖然望遠鏡已經統計出越來越多的岩石行星，但是科學家認為，大部分的大氣層早已消失。

由芝加哥大學和史丹福大學以行星大氣學專家艾雲·凱特（Edwin Kite）副教授為首團隊的一項新研究，提出一種機制，通過這些機制，這些行星不僅可以形成充滿水蒸氣的大氣層，還可以長時間保持伸展狀態。

隨著望遠鏡記錄越來越多的系外行星，科學家正在試圖弄清楚它們的外觀。通常，望遠鏡可以得到系外行星的物理尺寸，它與恆星的接近程度，如果幸運的話，還可以知道它的質量。要知得多，科學家必需根據我們對地球和太陽系中其它行星的了解進行推斷。但是，最多數量的行星似乎與我們在周圍看到的行星並不相似。

凱特說：「我們從刻卜勒（Kepler）太空望遠鏡已經知道，比海王星小一點的行星確實非常之多，不過我們的太陽系中，卻沒有這一類的行星。我們不確定它們是由什麼製成的，但是有充分的證據顯示它們是藏在氫氣中的岩漿球。」

還有一些較小類似岩石的小行星，但是沒有氫氣層，因此科學家推測，許多行星開始時可能像那些大氣層由氫組成的較大行星一樣，但是當附近的恆星噴出來的輻射將氫氣吹走時，它們就會失去大氣層。

研究團隊建立的模型中，仍有許多細節需要加入。凱特和斯坦福大學羅拉·謝弗（Laura Schaefer）開始探索，如果將一顆行星覆蓋在融化的岩石海洋中，可能出現的一些潛在結果。

凱特說：「液體岩漿實際上是非常流動的，所以它也像地球上的海洋一樣劇烈翻轉。這些岩漿海洋很有可能將氫氣從大氣中吸出並形成水。其中一些水逸散到大氣中，但更多的會吸收到岩漿中。然後，在附近的恆星剝奪了氫氣之後，水以水蒸氣的形式抽出到大氣中。最終，這個星球由水淹蓋。」

測試的另一種方法是尋找大氣的間接跡象。這些行星大多數都由潮汐鎖定。與地球不同，它們在環繞母星公轉時間和自轉一週時間相同，因此一側永遠面對母星，所以溫度非常高，而另一側卻會是很冷。

科學家指出，大氣層可以調節行星的溫度，白天和黑夜之間的差異不會很大。如果望遠鏡能夠測量白天發光的強度，則它應該能夠判斷是否擁有重新分配熱量的大氣層。

【圖、文：節譯自芝加哥大學2021年3月15日新聞公佈】研究全文刊登在2021年3月15日出版的《天體物理學快報》

WASP = Wide Angle Search for Planets = 廣角尋找行星星表