由埃克塞特大學天文學家湯姆埃文斯博士領導的國際研究小組在超高溫氣體巨頭WASP-121b上發現了一個含有水和可能的釩和鈦氧化物的平流層。

天文學家在2016年WASP-South調查中發現，WASP-121b比木星大1.87倍，質量大1.18倍。

它的主星WASP-121(TYC 7630-352-1)是一顆活躍的F6型主序星，大約是太陽的1.5倍。

WASP-121系統距離Puppis星座881光年遠。

WASP-121b是一個所謂的“熱木星”，僅需1.3天就可以繞WASP-121飛行。它與母星非常接近，如果它離得更近，那么恒星的引力會開始撕裂它。

天文學家估計這顆行星的溫度大約為4,600華氏度(2,500攝氏度)，足以使某些金屬沸騰。

之前的研究發現WASP-33b以及其他一些熱木星可能存在平流層的跡象。

發表在“ 自然 ”雜志上的這項新研究提供了最好的證據，因為天文學家第一次觀察到了熱水分子的特征。

美國宇航局艾姆斯研究中心的共同作者馬克馬利博士說：“這一結果令人興奮，因為它表明太陽系中大部分大氣層的共同特征 - 溫暖的平流層 - 也可以在系外行星大氣層中找到。”

“理論模型表明，平流層可能定義了一類獨特的超熱行星，對其大氣物理和化學具有重要意義。我們的觀察支持這張圖片，“埃文斯博士說。

為了研究WASP-121b的平流層，該小組利用NASA / ESA哈勃太空望遠鏡和NASA斯皮策太空望遠鏡上的紅外陣列攝像機觀察了該行星的二次日食。

研究人員分析了平流層中不同分子對特定波長光的反應。

“例如，行星大氣中的水蒸氣以可預測的方式響應特定波長的光線，取決于水的溫度，”他們解釋說。

“星光能夠深入到行星的大氣中，在那里它會升高那里的氣體溫度。然后，這種氣體將熱量作為紅外線照射到太空中。“

“但是，如果大氣頂部有較冷的水蒸氣，水分子會阻止這些光的某些波長逃逸到太空。但如果大氣頂部的水分子具有更高的溫度，它們將以相同的波長發光。“

“來自水的光的發射意味著溫度隨著高度的增加而增加，”共同作者，美國宇航局噴氣推進實驗室的Tiffany Kataria博士說。

在地球的平流層，臭氧氣體捕獲來自太陽的紫外線輻射，從而提高了這層大氣層的溫度。其他太陽系天體也有平流層; 例如，甲烷負責在木星和土星的衛星土衛六的平流層中加熱。

在太陽系行星中，平流層內的溫度變化通常約為華氏100度(約56攝氏度)。

在WASP-121b上，平流層的溫度上升了1000華氏度(560攝氏度)。

天文學家還不知道什么化學物質會導致WASP-121b大氣層溫度升高。氧化釩和氧化鈦是候選物，因為它們常見于褐矮星中。

預計這些化合物僅存在于最熱的熱木星上，因為需要高溫來保持它們處于氣態。