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天文学家在一个距离我们129光年的外星行星的大气层中发现了水蒸气和一氧化碳，但没有发现甲烷。
这颗恒星名为HR 8799，是第一个在2008年被直接成像的太阳系外行星系统的中心。这颗恒星至少有四个气体巨行星围绕其运行。其中一颗行星HR 8799c是木星的七倍大，其轨道距离恒星的距离大致相当于我们太阳系中冥王星与太阳的距离。由于其遥远的轨道，HR 8799c的光线可以与恒星区分开来。
拥有来自行星本身的光线意味着天文学家可以前所未有地详细观察行星的大气层。
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来自加拿大多伦多大学邓拉普天文学和天体物理研究所的奎因·科诺帕基和她的同事使用夏威夷的凯克望远镜之一，对该行星的光线进行了迄今为止最详细的观察。然后，他们对数据进行分析，以获取这颗遥远行星大气层的化学成分。 这些数据来自5.5小时的观测，由33次十分钟的曝光组成。
该今天发表的《科学》论文的第二作者，来自美国亚利桑那州弗拉格斯塔夫的洛厄尔天文台的特拉维斯·巴曼说，一氧化碳和水都具有“非常独特的化学指纹”。巴曼在一次新闻电话会议上说：“我们在许多其他物体中都见过它，它具有非常容易识别的模式。” “因此，在我们的数据中，它很容易被看到。”
但是研究人员没有在该行星的大气层中发现甲烷。“事实上，我们在这个足够冷以允许甲烷存在的物体中看到了 一氧化碳而没有看到甲烷，这告诉我们大气层的混合相对有效，”巴曼说。
该行星系统很年轻，估计有3000万年的历史。科诺帕基和她的同事发现，HR 8799c的温度可能高达1000摄氏度，其重力约为地球的10倍。
今天宣布的结果使天文学家能够了解该行星系统的形成方式。目前有两种竞争性的情景。要么行星是以自上而下的方式形成，即由于引力，尘埃和恒星物质的圆盘坍塌，要么它们是以自下而上的方式形成，即气体在行星核心上缓慢积聚。
HR 8799c的大气层表明它是从自下而上的方式形成的，来自一个含有大量冰的碎片盘，这些冰导致了今天大气中的水。冰和尘埃会聚集在一起形成行星的核心，一旦它足够大，气体就会开始围绕核心，形成包裹着类似木星的行星的深厚大气层。
科诺帕基说：“一旦这个核心增大到大约地球的10倍大，它就具有足够的引力开始吸引圆盘中的气体，最终它获得了足够的气体，形成了我们今天看到和观察到的这个巨大的气体大气层。”
现在已知近一千颗系外行星，仅美国国家航空航天局的开普勒任务就发现了近三千颗系外行星候选者。但是HR 8799及其行星是我们直接看到的少数几个太阳系外行星系统之一。大多数系外行星是通过间接方法发现的。例如，开普勒通过寻找行星宿主恒星的亮度下降来检测行星。
随着时间的推移，像科诺帕基和她的同事在这里所做的那样，直接探测其他系外行星的大气层将使天文学家获得更多关于太阳系以外的条件的信息。 巴曼说：“每次我们能够将系外行星的光线分成更小的增量时，我们都会更多地了解行星的大气层、成分和其他基本特性。”