温带系外行星大气中的光化学反应导致了小的有机雾霾颗粒的形成。每天都有大量的光化学烟雾在地球大气中形成，而我们的星球却有着相对晴朗的天空。其原因与雾霾颗粒通过沉积过程从大气中去除的容易程度有关。

加州大学圣克鲁斯分校博士后、该研究的主要作者余欣婷(音)说:“决定大气清洁程度的不仅是雾霾的产生，还有雾霾的去除。”该研究于7月12日发表在《科学》杂志上自然天文学爱博网站。

Yu和她的同事们测量了实验室在系外行星大气条件下产生的雾霾颗粒的特性，包括一系列气体成分、温度和能量来源。作者之一、加州大学圣克鲁兹分校地球与行星科学助理教授张曦表示，这样的实验室实验对于理解雾霾的形成及其对观测的影响至关重要。

他说:“我们不能从系外行星带回雾霾样本，所以我们必须尝试在实验室里模拟大气条件。”

Yu表示，雾霾的去除取决于粒子的一种关键材料特性，即表面能。她说:“表面能描述了材料的凝聚力或‘粘性’。”

粘性的雾霾颗粒在碰撞时很容易结合在一起，成长为更大的颗粒，从大气中掉落到地球表面(这个过程被称为干沉积)。它们也是云滴很好的凝结核，很容易通过湿沉积去除。地球上产生的雾霾通常具有很高的表面能，因此具有“粘性”，可以有效地从大气中移除。

Yu的实验室实验表明，系外行星大气中产生的雾霾是高度多样化的，其特性取决于它们产生的条件。

她说:“其中一些类似于地球上的雾霾，具有很高的表面能，并且很容易去除，从而导致晴朗的天空。”“但其中一些表面能非常低，比如不粘锅;它们不能很好地与其他颗粒结合，并且长时间保持在大气中的小颗粒状态。”

研究发现，形成雾霾颗粒的温度是一个关键因素。在400开尔文(260华氏度)左右产生的雾霾往往具有最低的表面能，导致去除效率较低和更模糊的大气。Yu说，这一发现实际上与观测到的趋势相一致，他指出，温度在400至500 K的系外行星往往是最模糊的。

她说，位于其主星可居住区域的温度较低的行星更有可能拥有清澈的大气。“我们可能不必担心可居住的系外行星对未来的观测太过朦胧，因为雾往往在较低的温度下具有较高的表面能量，”余说。“所以很容易消除这些烟雾，留下相对清晰的大气。”

天文学家期待着用即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)拥有一个强大的工具来表征系外行星的大气。当一颗系外行星经过其恒星的表面时，它的大气层会过滤掉来自恒星的光线，这就给了拥有足够灵敏望远镜(如JWST)的天文学家一个利用透射光谱识别大气化学成分的机会。

张说，朦胧的大气会干扰透射光谱，但朦胧本身仍可能提供有价值的信息。

“雾霾并非没有特征，”他说。“有了更好的望远镜，我们也许能够表征系外行星烟雾的组成，并了解它们的化学成分。但是，如果没有实验室实验的数据，这些观察结果将很难解释。这项研究揭示了雾霾颗粒的巨大多样性，了解它们的光学特性将是未来研究的重中之重。”

除了Yu和Zhang，这篇论文的合著者还包括加州大学圣克鲁兹分校的本科生Austin Dymont、天文学教授Jonathan Fortney和加州大学圣克鲁兹分校的研究生Diana Powell爱博网站，以及约翰霍普金斯大学、康奈尔大学、德克萨斯大学奥斯汀分校和法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的科学家。这项工作得到了美国国家航空航天局和海辛-西蒙斯基金会的支持。