天文學家成功分析遙遠系外行星的大氣層結構

天文學家在一顆距離地球約520光年外的系外巨行星上發現了雲，其觀測資料甚至可以分辨出雲層高度及上層大氣結構。

2016年發現的WASP-127b是一顆熱土星，它的一年只有4.2天，體積為木星的1.3倍，但質量只有木星的0.16倍，與土星的平均密度接近，這意味著它的大氣層較為稀薄，非常適合做大氣的光譜分析，因此，一組研究團隊結合了哈勃太空望遠鏡及地面上的甚大望遠鏡兩個項目的光學觀測數據，來分析WASP-127b的大氣層。

要弄清楚系外行星的大氣組成是一件相當棘手的事情，多數我們無法直接看到的系外行星都是使用凌日法見到的，在這樣的前提下，這些系外行星上的大氣層也會影響光線的亮度，但必須使用解析度更高的儀器才能達成，光譜中不同的波長可能會被不同的元素吸收，藉由這項特性，天文學家可以瞭解系外行星的大氣層中含有什麼樣的物質。

研究團隊在分析觀測成果後，發現該行星的大氣成分與常見的熱土星一樣有鈉的存在，但是發現高度比一般預期的要低得多。第二，紅外線波段有強烈的水蒸氣訊號，但可見光波段卻沒有，這意味著較低層的水被「可見光波段不透明但紅外波段透明的雲層」所遮擋。他們的光譜吸收資訊將解析度提升到一個驚人的層次，能夠分辨大氣壓力僅在0.3至0.5毫巴之間的差異。

目前天文學家仍然無法確切得知雲的組成，但可以肯定的是這顆系外行星的大氣層絕非由水組成，鈉的發現位置也令人意想不到，而且WASP-127b的軌道不僅與恆星的自轉方向不同，幾乎是繞著恆星的兩極運行，這個系統認為大約有一百億年的歷史，或許造成這樣的排列可能過去是受到一個未知的伴星所造成的，所有這些獨特的特徵使WASP-127b成為一顆未來將被非常深入研究的行星。

【圖：瑞士日內瓦大學；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2020年10月26日出版的《天文學及天體物理學報》 標題是：WASP-127b: a misaligned planet with a partly cloudy atmosphere and tenuous sodium signature seen by ESPRESSO

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