## 詹姆斯韦布空间望远镜预测一颗遥远系外行星上有部分多云的天空

美国国家航空航天局詹姆斯韦布空间望远镜的一份外太空天气报告，揭示了距离地球数百光年的一颗巨行星上云层的移动方式。

WASP94Ab的艺术呈现，这是一颗距离地球近700光年的气态巨行星系外行星。当气流经过该行星的暗面时，云层逐渐形成，在黎明时分达到一个大的隆起。云层在昼侧消散，在傍晚早些时候留下晴朗的天空。汉娜罗宾斯，约翰霍普金斯大学

汉娜罗宾斯，约翰斯霍普金斯大学

距离地球近700光年的系外行星WASP94Ab上，晨云散去，迎来了晴朗的夜晚。科学家们十多年前就发现了这颗气态巨行星，但美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）的新观测结果为这个奇特的世界提供了有史以来第一份天气报告。

像大多数已知的系外行星一样，WASP94Ab距离太远，目前的望远镜无法直接成像，但天文学家仍通过更精妙的技术了解到了这个遥远世界的许多信息。这颗气态巨行星是一颗热木星，每四天绕其恒星运行一周，引发恒星的摆动，从而揭示该行星的质量和轨道周期。而且WASP94Ab的轨道平面与我们的太阳系恰好对齐，因此每四天我们就能看到它从其恒星表面经过，投下行星阴影，使恒星的光线略微变暗。仔细监测恒星的这些凌日现象，不仅能让天文学家测量WASP94Ab的大小，还能通过收集穿过这颗气态巨行星上层大气的星光光谱，探测其大气中各种化学物质的存在与否，从而研究其成分。

不过，浓密的遮光云层往往会干扰这类光谱观测。但研究人员发现WASP94Ab提供了一个潜在的解决办法。这颗行星与宿主恒星距离极近，因此处于潮汐锁定状态，就像月球围绕地球一样：这颗系外行星的自转和公转同步，使其始终以同一面朝向恒星。这导致行星的一半永远是白昼，另一半永远是黑夜。不过，当WASP94Ab绕恒星运行时，这也让天文学家能够分别观测到这两个半球的边缘——领先的晨侧和滞后的昏侧。

相关知识

系外行星指太阳系以外围绕恒星运转的行星，是宇宙中普遍存在的天体。人类通过凌日法、径向速度法等手段已发现数千颗系外行星，它们大小、成分各异，有的类似地球可能存在液态水，有的是气态巨行星，为探索地外生命和宇宙演化提供了重要线索。

不出所料，詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）的观测表明这两个半球极为不同：该行星的昼侧晨边被蓬松的云层覆盖，而夜侧昏边则几乎无云。这些云层与地球的蓬松云絮不太一样，它们被认为由硅酸镁、铁和硫化镁组成——本质上是汽化的岩石。这些研究结果有助于科学家更好地了解WASP94Ab及其他热木星的大气和天气，已发表在《科学》期刊上。

同一个行星的两半差异如此之大，这真的很令人惊讶，该研究的主要作者、亚利桑那州立大学的博士后研究员萨格尼克穆克吉说。这告诉我们：如果我们不了解这些遥远行星上的天气周期，就无法很好地测量它们的成分。

要解释WASP94Ab行星天气模式的巨大差异，重要的是要记住，虽然该行星的昼半球和夜半球是锁定的，但由此产生的半球温度差会驱动强风，推动空气在全球流动。研究作者认为，这一过程会导致云层在夜间由较冷的空气形成，然后在明亮的晨光中消散，就像地球上的隔夜雾会随着白天的推移而散去一样。

数据里显示得非常清晰，加州理工学院的系外行星科学家希瑟克努森说，她没有参与这项研究。你一眼就能看出半球天气的差异。

WASP94Ab的明显不对称性提供了更多证据，表明系外行星和地球一样，也可能有斑驳且动态的云层。它还强调了在对行星的成分、形成和演化做出假设之前，观测其多个区域的重要性。

克努森说：当我们使用过于简单的模型来解释数据时，可能会误以为自己得到了正确答案，而实际上答案是错误的。我们知道许多系外行星都有云层，而云层在整个行星上并非均匀分布……因此我们确实需要考虑到大气并非全球各处都相同这一事实。

研究团队已经使用詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）研究了另外两颗凌日热木星——WASP39b和WASP17b的类似大气动力学。如果技术预测成立，未来更强大的望远镜最终也能研究更小、更像地球的系外行星的天气。

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系外行星是指围绕太阳系以外恒星运转的行星，也被称为太阳系外行星。它们的发现极大丰富了人类对宇宙行星系统的认知，目前已确认数千颗，类型涵盖类地行星、气态巨行星等多种。部分系外行星处于其恒星的宜居带内，可能具备支持生命存在的条件，是天文学领域的重要研究方向。

BY: K. R. Callaway

FY: AI

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