JWST 测量到“热木星”,这是一颗遥远的系外行星,温度足以锻造铁

JWST 测量到“热木星”,这是一颗遥远的系外行星,温度足以锻造铁

美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜不仅拍摄了一些最详细的宇宙图像,而且还帮助一个国际天文学家团队确定距离地球数万亿英里的行星的天气。它的最新研究对象是 WASP-43b,似乎名副其实,这个名字听起来像重金属。

天文学家早在 2011 年就发现了 WASP-43b,但最初只能使用哈勃望远镜和现已退役的斯皮策太空望远镜评估其部分潜在状况。尽管如此,人们很快就能确定这颗气态巨星是一颗炙热的行星。根据他们的测量,这颗行星绕恒星运行的距离仅为 130 万英里。相比之下,这还不到水星与太阳之间距离的 1/25。WASP-43b 还被潮汐锁定在其轨道上,这意味着它的一侧始终面向恒星,而另一侧则始终处于黑暗之中。

美国宇航局韦伯望远镜中红外仪器的数据显示了 WASP-43 恒星和行星系统的亮度变化。当行星炎热的白天面向望远镜时,该系统看起来最亮,而当行星的夜晚旋转进入视野时,系统会变暗图片来源:Taylor J. Bell (BAERI);Joanna Barstow (开放大学);Michael Roman (莱斯特大学) 平面设计:NASA、ESA、CSA、Ralf Crawford (STScI)

但是,WASP-43b 距离我们 280 光年,而且几乎与其恒星面对面,因此很难通过望远镜看清楚。为了看得更清楚,专家们利用詹姆斯韦伯太空望远镜的中红外仪器 (MIRI) 测量了 WASP-43 系统在 24 小时内每 10 秒发出的亮度的极小波动。

“通过对整个轨道进行观测,我们能够计算出这颗行星旋转进入视野时不同侧面的温度。据此,我们可以绘制出整个行星温度的粗略地图,”湾区环境研究所研究员、昨日发表在《自然天文学》杂志上的一项研究的主要作者泰勒·贝尔在周二的声明中说道。

[相关:詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的图像展示了 19 个螺旋星系的旋转臂。]

有些温度高得足以锻造铁,WASP-43b 白天的平均温度接近 2,300 华氏度。而夜晚的温度则温和得多,只有 1,100 华氏度,但这仅比铝的熔点低了约 120 华氏度。

MIRI 的广谱中红外光数据,加上额外的望远镜读数和 3D 气候模型,也让天文学家能够测量地球周围的水蒸气水平。有了这些信息,该团队可以更好地计算 WASP-43b 的云层属性,包括其厚度和高度。

这组地图显示了热气态巨行星 WASP-43 b 绕恒星运行时可见面的温度。这些温度是根据韦伯望远镜的 MIRI(中红外仪器)测量的 8,000 多次亮度计算得出的。图片来源:科学:Taylor J. Bell(BAERI);Joanna Barstow(开放大学);Michael Roman(莱斯特大学)平面设计:NASA、ESA、CSA、Ralf Crawford(STScI)

光数据还揭示了这颗气态巨行星大气状况的一个惊人特征——完全没有甲烷,而天文学家此前曾假设至少在夜间可以探测到甲烷。这一事实意味着,时速近 5,000 英里的赤道风必须定期吹过 WASP-43b,这种风速足以阻止产生可探测到的甲烷水平所需的化学反应。

“借助哈勃望远镜,我们可以清楚地看到白天有水蒸气。哈勃和斯皮策望远镜都表明夜间可能有云层,”贝尔周二表示。“但我们需要韦伯望远镜提供更精确的测量结果,才能真正开始绘制整个星球的温度、云量、风和更详细的大气成分。”

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