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關注天文尤其是關注系外行星的朋友，應該經常聽到這一個名詞：熱木星。從字面上不難理解，它是類似木星的一種高熱氣態行星。那麼真實的熱木星到底是什麼樣的呢？
熱木星
首先，我們要感謝克卜勒任務所帶來的數據，讓我們知道有許多被稱為「熱木星」的系外行星存在。這些是氣態巨行星，它們的軌道距離恆星如此之近，以至於它們達到了極高的溫度。它們也有奇特的大氣，不過相當極端，這些大氣包含了很多奇怪的東西，比如由氧化鋁和鈦雨組成的雲。因此熱木星也會下雨，只不過它和地球下的雨是完全不一樣的！
熱木星的質量上限約為木星質量的13.6倍。在這之上，它將熔化成氘，成為一個褐矮星。它們的軌道周期在1.2到111個地球日之間，軌道接近圓形，偏心率低。許多熱木星的密度很低，它們被潮汐鎖定在恆星上。它們在紅矮星周圍很少見，在F型和G型恆星周圍很常見，在K型恆星周圍不太常見。（字母代表著恆星的光譜）
我們之所以知道這麼多的熱木星是因為它們很容易被發現。當它們在恆星前面運行時，它們阻擋的光線比較小的行星要多得多。由於它們的軌道周期很短，所以在我們通過凌日觀察捕捉到它們的機會相當高。由於熱木星很容易被發現，而且是未來望遠鏡進行大氣觀測的最佳人選，一組天文學家為它們製作了一個雲圖。這個雲圖可以幫助我們識別在不同的熱木星上發現的不同類型的大氣和雲的模型。雖然所有的熱木星大體上相似，但它們確實會有一些差異。這些差異可以決定我們將在它們的大氣中看到的物質。
比如在熱木星上，這些高溫大氣中可能存在的雲層種類，和我們太陽系中的雲層並不相同。在熱木星行星中預測的雲層高度和組成的溫度範圍普遍偏高，溫度範圍相當於大約427-1927攝氏度。
熱木星的氣溶膠
當然，通過這項研究，我們可以對熱木星的大氣類型進行分類。由於氣溶膠在溫度、質量和年齡的大範圍外系外行星大氣中很常見。這些氣溶膠強烈影響了對系外行星透射、反射和發射光的觀測，混淆了我們對系外行星熱結構和組成的理解。所以要了解熱木星的大氣，了解熾熱木星大氣中的氣溶膠是重中之重，了解主要的氣溶膠成分將有助於解釋系外行星的觀測結果和對其大氣的理論理解，甚至幫助我們理解我們太陽系的行星以及衛星，比如較冷的氣態巨行星木星、土星、天王星和海王星，以及由厚厚的、朦朧的大氣層控制的土衛六等衛星。
在2019年，科學家曾經發現一顆系外行星的大氣中可能有水蒸氣甚至下雨。2020年，研究人員在一顆潮汐鎖定的系外行星的夜晚發現了大氣中的鐵雨跡象。2013年10月，天文學家在克卜勒太空船發現的第一顆系外行星克卜勒7b上發現了雲層覆蓋的證據。
雖然熱木星較為常見，但是由於它們的雲層大多太厚，人類的光譜學無法工作，星光根本無法穿過。這使得天文學家無法研究大氣層的深層，而那裡恰好隱藏著關於行星的線索。而且科學家並不知道這些厚厚的雲層是由什麼構成的，但它們汙染了我們的觀察結果，從本質上說，這使我們更難評估水和甲烷等重要分子的組成和豐度。
不過有科學家認為，這些奇異的雲可能是液體或固體氣溶膠。因為這項研究的模型是根據圍繞地球大氣發展的模型改編而成，然後擴展到像木星這樣的行星，木星的大氣中含有甲烷和氨雲。隨後科學家將其擴展到包括溫度高達2500攝氏度的熱木星。
結論
科學家們還發現，在最熱的熱木星中，鋁氧化物和鈦氧化物凝結成高層雲團，而在大氣層較冷的系外行星中，這些雲團形成在行星較深的地方，並被較高的矽酸鹽雲團遮住。如果行星溫度更低，同樣的矽酸鹽雲層會形成得更深，從而使上層大氣更加清澈。根據他們的發現，科學家提出大氣研究中最好的熱木星是在兩個溫度範圍內：一個溫度範圍在900K到1400K之間，另一個溫度範圍在2200K以上。在這兩個溫度範圍內，高層大氣是清晰的，允許對大氣進行詳細的觀測。
不過在這項研究中有一個問題，那就是儘管熱木星通常被潮汐鎖定在恆星上，但是他們的模型並不能解釋白天和夜晚的差異。然而，這對他們的研究成果沒有多大的總體影響。在未來，科學家計劃用更多的外行星觀測來檢驗他們的模型，因為宇宙中有數千顆系外行星，而我們太陽系只有一顆木星，我們可以研究其中的一堆行星，看看它們的平均值是多少，以及與木星相比的平均值是多少。進而發現系外行星與我們的某種聯繫。