剑桥大学的一组研究人员利用来自19个系外行星的大气数据来获得对其化学和热学性质的详细测量。研究中的系外行星的大小范围很从近10个地球质量的“小海王星”到600多个地球质量的“超木星”，温度从近20°颁到2000°颁以上。就像我们太阳系中的巨型行星一样，它们的大气层富含氢，但是它们绕不同类型的恒星运行。
研究人员发现，虽然水蒸气在许多系外行星的大气中很普遍，但其含量却比预期的低得多，而在某些行星中发现的其他元素的含量与预期相符。《天体物理学杂志快报》报道了这项研究结果，该研究结果是一项为期五年的研究计划的一部分，该研究计划是对太阳系外部行星大气化学成分的研究。
剑桥大学天文研究所的项目负责人Nikku Madhusudhan博士说：“我们看到了地球外化学模式的最初迹象，它们在化学成分方面可以有多种选择。”
五年前首次测量巨大系外行星中的低水蒸气丰度。
在太阳系中，巨型行星大气中相对于氢的碳含量明显高于太阳。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。
研究人员使用了来自天基和地基望远镜的大量光谱数据，包括哈勃太空望远镜，斯皮策太空望远镜，智利的超大型望远镜和西班牙的Gran Telescopio Canarias。可获得的观测值的范围以及详细的计算模型，统计方法以及钠和钾的原子性质，使研究人员能够获得整个样品系外行星大气中化学丰度的估计值。
研究小组报告了19个行星中有14个的水汽含量丰富，以及每个6个行星中的钠和钾含量丰富。研究结果表明相对于其他元素而言，氧气已经消耗殆尽，并为这些系外行星的形成提供了化学线索，实际上却没有积冰。
惭补诲丑耻蝉耻诲丑补苍说：“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。”
主要作者路易斯·韦尔班克斯（Luis Welbanks）表示：“考虑到我们还无法对太阳系中的巨型行星（包括距我们最近的天然气巨人朱庇特）进行相同的处理，在系外行星大气中测量这些化学物质的含量实在是不寻常的事情。”
事实证明测量木星大气层水含量具有相当大的挑战性。韦尔班克斯说：“由于木星太冷，其大气中的任何水蒸气都会凝结，难以测量。” “如果发现木星中的水丰度如预期的那样丰富，则意味着它的形成方式与我们在当前研究中观察到的系外行星不同。”
惭补诲丑耻蝉耻诲丑补苍说：“我们期待在未来的研究中增加我们星球样本的大小。我们希望找到与当前趋势以及其他化学物质的测量值相距甚远的异常值。”
这些结果表明，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。
惭补诲丑耻蝉耻诲丑补苍说：“鉴于水是我们在地球上宜居性的关键因素，因此重要的是要知道在我们自身之外的行星系统中可以找到多少水。”
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