天文学家在距离地球430光年的海王星大小的行星大气中发现了水和云。
虽然我们知道银河系中行星遍布，但我们对它们的真实情况知之甚少。我们的望远镜可以窥探一些体积更大、如木星大小的行星的大气层，但较小的天体一直难以捉摸。但在一篇今天发表在《科学》杂志上的论文中，研究人员公布了迄今为止对一颗中等大小、如海王星大小的行星进行的最详细研究。
这颗行星名为HAT-P-26b，除非你喜欢高达1300华氏度（约704摄氏度）的沸腾温度和高到在着陆前就会将你压碎的压力，否则我们永远无法在那里生活。但窥探这些气态巨行星可以让我们对行星是如何形成的，以及我们的太阳系在宇宙中是多么独特有许多了解。
“海王星大小的行星是我们那里最常见的行星之一，”NASA戈达德太空飞行中心的天外行星博士后研究员汉娜·韦克福德说。“它们是一个我们真的需要了解更多的族群。”
HAT-P-26b离它的恒星非常近，以至于它的一年只有四天长。当它经过地球和它的恒星之间时，韦克福德的团队使用了哈勃和斯皮策太空望远镜来分析其大气中的分子。
“我们正在观察恒星光线量上的变化，就像一只蚊子飞过路灯一样，”韦克福德说。“大气中的不同物质会以不同的方式阻挡光线。”但是，大气中的分子不会制造阴影，而是吸收某些波长的光，而不吸收其他波长的光。通过观察行星经过时星光的成分如何变化，可以揭示其大气中哪些分子比较常见。
他们发现HAT-P-26b浓厚的大气层中有明显的水的迹象，这占行星质量的30%。这层外壳几乎完全由氢和氦组成，并且相对没有云层。
“这是我们第一次获得如此强烈的蒸汽水信号，”韦克福德说。其他研究受到阻碍，因为它们只能分析一个波长，或者无法从地面望远镜获得足够精确的测量。而且有时奇特的云层会阻碍对大气成分的测量。
利用大气中的水含量，该团队能够估算出HAT-P-26b中碳和氧等重元素的丰度。结果表明，这些重元素的含量低于预期，这表明这颗行星的形成和/或演化方式与我们的海王星不同。
在我们的太阳系中，木星和土星含有的重元素数量是太阳的五倍和十倍。海王星和天王星体积较小，但重元素含量要丰富得多，约为太阳的100倍。科学家们曾认为这是因为后两者形成于太阳系的外围，受到携带重元素的冰冷碎屑的轰击。木星和土星形成于离形成中的太阳更近的地方，那里的冰冷碎屑无法到达它们。
但由于HAT-P-26b仅含有比太阳多约4.8倍的重元素，这颗海王星大小的行星必定是在离它的恒星更近的地方形成的，或者是在恒星生命后期、所有冰冷碎屑都已清除后才诞生的。
这些发现突显了我们太阳系以外世界令人难以置信的多样性，并表明我们的太阳系可能不是其他行星系统的模具。
韦特福德和她的同事们希望，在詹姆斯·韦伯太空望远镜于2018年发射后，它能告诉我们更多关于HAT-P-26b的信息——特别是其大气中碳的含量。他们还打算更深入地研究其他系外行星的大气层，以继续了解太阳系的多样性和行星形成。
“天文学家刚刚开始研究这些遥远的海王星质量行星的大气层，几乎立刻，我们就发现了一个与我们太阳系趋势相悖的例子，”韦特福德在新闻声明中说。“正是这种意想不到的结果让我非常热爱探索外星行星的大气层。”
