迄今為止，對(duì)系外行星大氣化學(xué)成分的最廣泛調(diào)查表明，趨勢(shì)正在挑戰(zhàn)當(dāng)前的行星形成理論，并且對(duì)尋找太陽(yáng)系及以后的水具有影響。

由劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員使用來(lái)自19個(gè)系外行星的大氣數(shù)據(jù)來(lái)獲得對(duì)其化學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)的詳細(xì)測(cè)量。研究中的系外行星的大小范圍很大，從近10個(gè)地球質(zhì)量的“小海王星”到600多個(gè)地球質(zhì)量的“超木星”，其溫度范圍從近20C到2000C以上。就像我們太陽(yáng)系中的巨型行星一樣，它們的大氣層富含氫，但是它們繞不同類型的恒星運(yùn)行。

研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然水蒸氣在許多系外行星的大氣中很普遍，但其含量卻比預(yù)期的低得多，而在某些行星中發(fā)現(xiàn)的其他元素的含量與預(yù)期相符。該結(jié)果是《關(guān)于天體物理學(xué)雜志快報(bào)》的一項(xiàng)有關(guān)我們太陽(yáng)系外行星大氣化學(xué)成分的五年研究計(jì)劃的一部分。

劍橋大學(xué)天文研究所的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Nikku Madhusudhan博士說(shuō)：“我們正在看到地球外化學(xué)模式的最初跡象，而且在化學(xué)成分方面我們可以看到它們有多么多樣。”他五年前首次測(cè)量了巨大的系外行星中的低水蒸氣豐度。

在我們的太陽(yáng)系中，巨型行星大氣中相對(duì)于氫的碳含量明顯高于太陽(yáng)。這種“超太陽(yáng)”的豐度被認(rèn)為是在行星形成時(shí)起源的，并且大量的冰，巖石和其他顆粒以所謂的吸積過(guò)程被帶入行星。

據(jù)預(yù)測(cè)，在巨大的系外行星大氣中，其他元素的豐度也同樣很高，尤其是氧氣，它是宇宙中氫和氦之后含量最高的元素。這意味著，作為氧氣的主要載體的水在這種氣氛中也被認(rèn)為是過(guò)量的。

研究人員使用了來(lái)自天基和地基望遠(yuǎn)鏡的大量光譜數(shù)據(jù)，包括哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡，智利的超大型望遠(yuǎn)鏡和西班牙的Gran Telescopio Canarias?？色@得的觀測(cè)值的范圍以及詳細(xì)的計(jì)算模型，統(tǒng)計(jì)方法以及鈉和鉀的原子性質(zhì)，使研究人員能夠獲得整個(gè)樣品系外行星大氣中化學(xué)豐度的估計(jì)值。