690光年外的“风起云涌”


图片来源:Hannah Robbins

艺术家笔下的WASP-94A b。

一项近日发表于《科学》的研究发现,在遥远行星WASP-94A b的夜晚一侧,厚重的云层持续生成,但当风将它们吹向白昼侧时,云层便迅速消散了。天文学家通过研究来自210秒差距(690光年)外的这颗行星宿主恒星的光,已经能够探测行星上的这种不对称天气模式,表明追踪行星自转的不同阶段,可以增进研究人员对行星大气的了解。

研究人员通常只能间接探测系外行星的存在。例如系外行星凌星过程,即当行星从其宿主恒星前方经过时,从地球上看,部分背景恒星的光会穿过行星大气层,在那里被吸收或散射,因此可获得行星白昼和黑夜的大气光谱。基于此,研究人员可获得关于行星化学组成、天气模式甚至起源的线索。

美国亚利桑那州立大学的天文学家Sagnick Mukherjee及合作者将目光锁定在明亮的恒星WASP-94A及围绕其运行的气态巨行星WASP-94A b。当他们用美国国家航空航天局的詹姆斯·韦布空间望远镜对准恒星WASP-94A时,惊喜出现了。“我们在数据中发现了惊人的不对称性。”Mukherjee说,望远镜揭示了在凌星的起始、中段和结束时,光谱存在细微差异。

测量结果显示,在每次凌星期间,率先从恒星前方经过的那部分行星大气被厚厚的云层覆盖。鉴于该行星白昼侧温度至少为1600开尔文,研究人员推测这些云可能由矿物液滴而非水构成。凌星结束时,最后经过的那部分大气则是晴朗无云的。综合来看,随着风环绕行星吹拂,云层在夜晚一侧持续形成,进入白昼侧则迅速消散。

如果研究人员忽视了这种不对称性,数据原本可能会指向白昼侧有霾层形成,而非在夜晚一侧有云层形成。这意味着全然不同的大气化学成分。

葡萄牙天体物理与空间科学研究所的天文学家Olivier Demangeon表示,Mukherjee等人以一种“清晰且有说服力的方式”证明了昼夜差异对于推断系外行星的大气组成至关重要。

研究人员表示,就WASP-94A系统而言,关于行星形成的线索可能格外有趣,因为该系统同时还在围绕另一颗名为WASP-94B的恒星运行。(徐锐)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/science.adx5903

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