借助詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST），天文學(xué)家在一顆熾熱的流浪行星上發(fā)現(xiàn)了極光、奇異云層和風(fēng)暴。像地球北極光一樣壯觀的極光景象，成為了一份非同尋常的“天氣預(yù)報(bào)”中的亮點(diǎn)。而這份天氣預(yù)報(bào)并非來自電視臺(tái)，而是來自距離我們太陽系以外的一顆“流浪”行星。

都柏林三一學(xué)院的天文學(xué)家利用歐空局和加拿大發(fā)射的JWST，研究了一顆名為SIMP-0136的近距離自由漂浮行星的大氣層。該望遠(yuǎn)鏡超高靈敏度的儀器，讓研究人員能夠探測(cè)到這顆行星自轉(zhuǎn)時(shí)亮度的微小變化。這些細(xì)微的變化，揭示了其溫度、云層覆蓋和化學(xué)組成等信息。

令人意外的是，數(shù)據(jù)還顯示SIMP-0136經(jīng)歷著劇烈的極光活動(dòng)。這些閃爍的激光秀，類似于地球上的極光，甚至強(qiáng)過木星上的極光，對(duì)該行星高層大氣產(chǎn)生了加熱作用。

“這些是迄今為止對(duì)系外天體大氣最精確的觀測(cè)，也是首次直接測(cè)量到大氣屬性隨時(shí)間的變化，”研究論文第一作者、都柏林三一學(xué)院物理系博士后Evert Nasedkin博士說。

“而在超過1500°C的高溫下，SIMP-0136讓今夏的熱浪都顯得溫和。”他補(bǔ)充，“我們可以準(zhǔn)確記錄不到5°C的溫度變化。這些溫度細(xì)微變化與該流浪行星大氣化學(xué)組成的變化相關(guān)，提示存在類似木星大紅斑那樣隨自轉(zhuǎn)出現(xiàn)的大氣風(fēng)暴。”

另一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)是SIMP-0136上的云層沒有發(fā)生可見變化。原本以為像地球上一樣，云層變化會(huì)帶來大氣的變化，比如晴間多云。但研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)該行星的云層分布始終如一。在如此高溫下，這些“云”并非由水汽組成，而主要是硅酸鹽顆粒，類似于沙灘上的沙粒。

這是都柏林三一學(xué)院物理系Johanna Vos教授領(lǐng)導(dǎo)建立的新“系外天氣（Exo-Aimsir）”組的首個(gè)成果，全部組員都參與了本項(xiàng)工作，包括博士生Merle Schrader、Madeline Lam和Cian O'Toole。

此前波士頓大學(xué)Allison McCarthy團(tuán)隊(duì)也曾發(fā)表該數(shù)據(jù)分析，三一學(xué)院團(tuán)隊(duì)的新分析進(jìn)一步揭示了更多大氣細(xì)節(jié)。

“不同波長(zhǎng)的光與不同大氣特征有關(guān)，類似于觀測(cè)地球表面的色彩變化，SIMP-0136表面色彩變化則由大氣屬性驅(qū)動(dòng)。”Nasedkin博士補(bǔ)充說，“借助先進(jìn)模型，我們能推斷出大氣溫度、化學(xué)組成和云層位置?！?/p>

Vos教授表示：“這項(xiàng)成果令人振奮，因?yàn)樗故玖?，依靠我們最前沿的建模技術(shù)和JWST等前沿觀測(cè)數(shù)據(jù)，我們可以揭示太陽系外世界中的天氣演化機(jī)制。未來，了解這些天氣現(xiàn)象的過程，對(duì)于我們不斷發(fā)現(xiàn)和刻畫的新系外行星至關(guān)重要?！?/p>

“目前類似這種光譜變化觀測(cè)還只限于孤立的褐矮星，但未來隨著極大望遠(yuǎn)鏡和可居住世界觀測(cè)臺(tái)的建成，我們將能夠研究真正系外行星的大氣動(dòng)態(tài)，從木星類氣態(tài)巨星直到類地巖石行星?！?/p>

編譯自/scitechdaily