研究显示水蒸气在太阳系外气巨人的大气中很常见

在最近发表在《天体物理学杂志快报》上的一项研究中，一组天文学家分析了19个系外行星的光谱大气数据，范围从小型海王星到超木星，温度范围从近68华氏度到3,632华氏度(20-2,000度)摄氏)。他们发现，虽然水蒸气在这些系外行星上很普遍，但其含量却出乎意料地低于预期，而其他元素的含量与预期相符。

这种“超太阳”的丰度被认为是在行星形成时起源的，并且大量的冰，岩石和其他颗粒以所谓的吸积过程被带入行星。

据预测，在巨大的系外行星大气中，其他元素的丰度也同样很高，尤其是氧气，它是宇宙中氢和氦之后含量最高的元素。这意味着，作为氧气的主要载体的水在这种气氛中也被认为是过量的。

在这项新研究中，剑桥大学天文研究所的Nikku Madhusudhan博士及其同事使用了来自天基和地基望远镜的大量光谱数据，包括NASA / ESA哈勃太空望远镜，NASA的Spitzer太空望远镜，ESO的超大望远镜和加那利群岛的Gran Telescopio。

可获得的观测值的范围，再加上详细的计算模型，统计方法以及钠和钾的原子性质，使天文学家可以获得整个样品的系外行星大气中化学丰度的估计值。

他们报告了19个行星中的14个中水蒸气的丰度，以及每个6个行星中钠和钾的丰度。

他们的研究结果表明，相对于其他元素而言，氧气已经消耗and尽，并为这些系外行星的形成提供了化学线索，而实际上却没有积冰。

Madhusudhan博士说：“令人难以置信的是，在围绕着各种恒星运转的众多行星的大气层中，水含量如此之低。”

“考虑到我们还无法对太阳系中的巨型行星(包括我们最近的天然气巨人邻居木星)进行同样的测量，在系外行星大气中测量这些化学物质的含量是不寻常的，”Ph。Welbanks博士说.D。剑桥大学的学生。

研究结果表明，不能再假设不同的化学元素在行星大气中是同样丰富的，这在几个理论模型中都具有挑战性。

Madhusudhan博士说：“鉴于水是我们在地球上宜居性的关键要素，因此重要的是要知道在我们自身之外的行星系统中可以发现多少水。”

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