大气成分系外行星大气由于距离的遥远，现有的天文观测技术能够提供给我们的关于系外行星大气的化学成分、热力结构和大气环流特征还非常有限

但可以推测系外行星大气化学成分大致有以下几种类型：质量远小于地球质量的系外行星是固态星球，很可能没有大气层

这是因为质量较小的行星的引力也较小，其大气层的气体分子的热力运动速度很容易达到行星的逃逸速度，导致气体分子逃逸到太空

而且，太阳风也很容易侵蚀大气层，并把气体分子吹向太空

但如果质量较小的系外行星距离恒星较远，大气层温度较低，气体分子的热力速度较慢，不易发生气体分子逃逸，这些小行星仍有可能拥有大气层

质量远大于地球质量的系外行星，尤其是质量大于地球质量 30 倍以上的类木行星，其大气主要成分应该与太阳系木星和土星的大气成分类似，H2和 He 的质量占大气总质量的 99%以上（H2和 He所占的比例大约是 89%和 10%），这两种成分是宇宙大爆炸后留下的原始星云的主要成分，也是宇宙中丰度最高的物质

质量介于地球质量 10～30 倍的系外行星，其大气成分也应该是以 H2和 He 为主，类似于太阳系的天王星和海王星

但在天王星和海王星大气层中，H2所占的比例较木星和土星的要低一些，大约是 80%，而He 所占的比例则相对高一些，大约是 18%

冰质行星大气中甲烷和氨等成分的含量较巨型气态星球的要高

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