在最近發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報》上的一項研究中，一組天文學(xué)家分析了19個系外行星的光譜大氣數(shù)據(jù)，范圍從小型海王星到超木星，溫度范圍從近68華氏度到3,632華氏度(20-2,000度)攝氏)。他們發(fā)現(xiàn)，雖然水蒸氣在這些系外行星上很普遍，但其含量卻出乎意料地低于預(yù)期，而其他元素的含量與預(yù)期相符。

這種“超太陽”的豐度被認(rèn)為是在行星形成時起源的，并且大量的冰，巖石和其他顆粒以所謂的吸積過程被帶入行星。

據(jù)預(yù)測，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)為是過量的。

在這項新研究中，劍橋大學(xué)天文研究所的Nikku Madhusudhan博士及其同事使用了來自天基和地基望遠(yuǎn)鏡的大量光譜數(shù)據(jù)，包括NASA / ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，NASA的Spitzer太空望遠(yuǎn)鏡，ESO的超大望遠(yuǎn)鏡和加那利群島的Gran Telescopio。

可獲得的觀測值的范圍，再加上詳細(xì)的計算模型，統(tǒng)計方法以及鈉和鉀的原子性質(zhì)，使天文學(xué)家可以獲得整個樣品的系外行星大氣中化學(xué)豐度的估計值。

他們報告了19個行星中的14個中水蒸氣的豐度，以及每個6個行星中鈉和鉀的豐度。

他們的研究結(jié)果表明，相對于其他元素而言，氧氣已經(jīng)消耗and盡，并為這些系外行星的形成提供了化學(xué)線索，而實際上卻沒有積冰。

Madhusudhan博士說：“令人難以置信的是，在圍繞著各種恒星運轉(zhuǎn)的眾多行星的大氣層中，水含量如此之低。”

“考慮到我們還無法對太陽系中的巨型行星(包括我們最近的天然氣巨人鄰居木星)進(jìn)行同樣的測量，在系外行星大氣中測量這些化學(xué)物質(zhì)的含量是不尋常的，”Ph。Welbanks博士說.D。劍橋大學(xué)的學(xué)生。

研究結(jié)果表明，不能再假設(shè)不同的化學(xué)元素在行星大氣中是同樣豐富的，這在幾個理論模型中都具有挑戰(zhàn)性。

Madhusudhan博士說：“鑒于水是我們在地球上宜居性的關(guān)鍵要素，因此重要的是要知道在我們自身之外的行星系統(tǒng)中可以發(fā)現(xiàn)多少水。”