地球上的大氣層主要由氧氣和氮?dú)饨M成，這兩種氣體的沸點(diǎn)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(yáng)系的位置剛剛好，讓水可以非常容易進(jìn)行氣態(tài)和液態(tài)切換，這是地球出現(xiàn)生命的關(guān)鍵。

另外，地球各個(gè)地區(qū)受到的太陽(yáng)輻射并不相同，這就形成了風(fēng)，風(fēng)讓地球的大氣層中的物質(zhì)流通起來(lái)，彼此交換。

龍卷風(fēng)是地球上最極端天氣之一，也是能達(dá)到最快風(fēng)速的風(fēng)暴類型，不過(guò)龍卷風(fēng)通常不被列入最快地面風(fēng)速的排名，因?yàn)闆](méi)有可靠的方法直接測(cè)量其風(fēng)速。

△ 臺(tái)風(fēng)等級(jí)和對(duì)應(yīng)的風(fēng)速

據(jù)信，龍卷風(fēng)的最快風(fēng)速可以超過(guò)500公里每小時(shí)，這種風(fēng)速可以輕松將小汽車卷跑。

毫無(wú)疑問(wèn)，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，最極端的天氣也遠(yuǎn)不算什么。

最近天文學(xué)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(shù)合成圖

天文學(xué)家被WASP-121b獨(dú)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(tái)的甚大望遠(yuǎn)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(xì)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(shí)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(gè)恒星系統(tǒng)中靠近恒星的行星通常是巖石行星，而遠(yuǎn)離的恒星的才會(huì)出現(xiàn)氣態(tài)巨行星。

熱木星獨(dú)特的位置和質(zhì)量，預(yù)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(yùn)行的軌道非常近，因此它的公轉(zhuǎn)周期非常短，一年只相當(dāng)于地球上的30小時(shí)。

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(yuǎn)只有一面朝著主星。

所有這些創(chuàng)造了一個(gè)極端的世界！

WASP-121b永遠(yuǎn)朝著恒星的那一面，溫度高達(dá)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(fēng)。

△ 在行星穿越恒星時(shí)的光譜分析可以知道它們表面的物質(zhì)

通過(guò)結(jié)合甚大望遠(yuǎn)鏡的四個(gè)望遠(yuǎn)鏡單元的光線，研究人員使用ESPRESSO儀器（一個(gè)高精度的光譜儀）在WASP-121b完全穿越其恒星時(shí)對(duì)其進(jìn)行了觀察，這讓他們以前所未有的細(xì)節(jié)探測(cè)了該行星的大氣層。

結(jié)果顯示，其大氣層中的主要?dú)鈶B(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(fēng)，其次是風(fēng)速極快的鈉風(fēng)，最上層則是氫風(fēng)。

△ 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(dú)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(gè)行星，其風(fēng)速高達(dá)70000公里每小時(shí)，地球的最極端風(fēng)速與之相比，只能用平靜來(lái)形容。

另外，這個(gè)風(fēng)速也是目前已記錄到的最快行星風(fēng)速，是此前記錄到的最快行星風(fēng)速的兩倍。

有趣的是，由于該行星的風(fēng)是分層流動(dòng)的形式，所以這個(gè)急流下層有另外一股獨(dú)自運(yùn)行的氣流，它直接將上面的急流“托舉”起來(lái)移動(dòng)——從熱的一面移動(dòng)到冷的一面，這種氣候在任何星球上都從未見過(guò)。

除此之外，WASP-121b大氣層的噴射流也與太陽(yáng)系行星不同，后者的噴射流通常由內(nèi)部溫差驅(qū)動(dòng)，而WASP-121b似乎受到恒星強(qiáng)烈熱量和磁場(chǎng)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(duì)是最奇怪的這類行星之一，實(shí)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(xì)節(jié)，這要得益于甚大望遠(yuǎn)鏡，它能夠很好的觀察熱木星。

然而，目前還沒(méi)有一個(gè)望遠(yuǎn)鏡能夠很好地探測(cè)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(xì)節(jié)，其實(shí)就可以很好的判斷其宜居性，甚至是判斷生命跡象。

報(bào)道原文：https://www./science/news-science/tylos-extreme-weather-exoplanet/