地球上的大氣層主要由氧氣和氮氣組成，這兩種氣體的沸點非常低，地球的氣溫下兩者只能以氣態的形式存在。

地球上大氣層中還有不停循環的水，地球所在太陽系的位置剛剛好，讓水可以非常容易進行氣態和液態切換，這是地球出現生命的關鍵。

另外，地球各個地區受到的太陽輻射并不相同，這就形成了風，風讓地球的大氣層中的物質流通起來，彼此交換。

龍卷風是地球上最極端天氣之一，也是能達到最快風速的風暴類型，不過龍卷風通常不被列入最快地面風速的排名，因為沒有可靠的方法直接測量其風速。

△ 臺風等級和對應的風速

據信，龍卷風的最快風速可以超過500公里每小時，這種風速可以輕松將小汽車卷跑。

毫無疑問，地球的極端天氣極具破壞力，然而放眼全宇宙，地球的環境是非常穩定的，最極端的天氣也遠不算什么。

最近天文學家發現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藝術合成圖

天文學家被WASP-121b獨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的甚大望遠鏡 (VLT)繪制出這顆行星大氣層的3D結構，而這是人類首次如此深入和詳細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量與木星相似的氣態巨行星，同時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，一個恒星系統中靠近恒星的行星通常是巖石行星，而遠離的恒星的才會出現氣態巨行星。

熱木星獨特的位置和質量，預示著它們的不同尋常，通常包含許多奇怪的東西。

WASP-121b繞其母恒星運行的軌道非常近，因此它的公轉周期非常短，一年只相當于地球上的30小時。

另一方面，由于它如此靠近母恒星，所以它早已被潮汐鎖定，就像我們的月球一樣，永遠只有一面朝著主星。

所有這些創造了一個極端的世界！

WASP-121b永遠朝著恒星的那一面，溫度高達2500℃——這足以蒸發鐵等金屬，另一側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。

△ 在行星穿越恒星時的光譜分析可以知道它們表面的物質

通過結合甚大望遠鏡的四個望遠鏡單元的光線，研究人員使用ESPRESSO儀器（一個高精度的光譜儀）在WASP-121b完全穿越其恒星時對其進行了觀察，這讓他們以前所未有的細節探測了該行星的大氣層。

結果顯示，其大氣層中的主要氣態物質是鐵氣、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，其次是風速極快的鈉風，最上層則是氫風。

△ 該圖展示了WASP-121b的三層大氣層，圖源：ESO/M. Kornmesser

這種分層的氣流結構形成了獨特的氣候。

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物質，橫跨半個行星，其風速高達70000公里每小時，地球的最極端風速與之相比，只能用平靜來形容。

另外，這個風速也是目前已記錄到的最快行星風速，是此前記錄到的最快行星風速的兩倍。

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

除此之外，WASP-121b大氣層的噴射流也與太陽系行星不同，后者的噴射流通常由內部溫差驅動，而WASP-121b似乎受到恒星強烈熱量和磁場的影響。

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現，但是WASP-121b絕對是最奇怪的這類行星之一，實際上它的觀察結果與理論得出的結果完全相反。

值得一提的是，之所以研究人員能夠了解到WASP-121b大氣層如此多的細節，這要得益于甚大望遠鏡，它能夠很好的觀察熱木星。

然而，目前還沒有一個望遠鏡能夠很好地探測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節，其實就可以很好的判斷其宜居性，甚至是判斷生命跡象。

報道原文：
https://www.zmescience.com/science/news-science/tylos-extreme-weather-exoplanet/