热木星黑暗面神秘面纱首次揭示

热木星黑暗面神秘面纱首次揭示字体：小中大分享到：热木星黑暗面神秘面纱首次揭示2022-02-22 08:19:57来源：科技日报

21日发表在《自然天文学》杂志上的论文称，美国麻省理工学院的天文学家获得了恒星潮汐锁定的系外行星永久黑暗面的最清晰图像。这颗行星是热木星“WASP-121b”，它是一颗体积几乎是木星两倍的巨型气体巨星。他们对行星的观察和测量首次提供了系外行星全球大气的详细视图。

WASP-121b于2015年被发现，围绕一颗距离地球约850光年的恒星运行。这颗行星的轨道是有史以来探测到的最短轨道之一，绕恒星一周仅需30小时。它处于潮汐锁定状态，也就是说它的一面始终朝向恒星，温度极高；而另一面永远是黑暗的。研究人员表示，WASP-121b的黑暗面大约是明亮面的10倍。

天文学家以前曾探测到水蒸气，在新的研究中，研究人员用哈勃空望远镜上的光谱相机捕捉到了一张更详细的照片。

在地球上，水循环的方式是先蒸发，再凝结成云，再形成雨。在WASP-121b上，水循环更强。白天，构成水的原子在超过3000开尔文的温度下被撕裂。这些原子被吹到黑暗面，较低的温度会使氢原子和氧原子重新组合成水分子，水分子又被吹回到光明面，循环又开始了。

研究小组计算出，这颗热木星的水循环是由风以高达每秒5公里的速度撕裂行星上的原子来维持的。此外，天文学家还发现，水循环似乎不仅仅发生在这颗行星上。

这一次，研究小组在两个完整的轨道上观测到了WASP-121b，一个在2018年，另一个在2019年。对于这两次观察，研究人员追踪了水蒸气的存在。

水蒸气的变化特征有助于研究小组绘制出地球明亮和黑暗面的温度分布图。他们发现，“白天”的范围从最深可见层的2500开尔文到顶层的3500开尔文。夜晚的温度范围从最深层的1800开尔文到高层大气的1500开尔文。有趣的是，行星上的温度分布似乎不正常。在亮的一面，温度随海拔升高而升高，在暗的一面，温度随海拔升高而降低。

该模型揭示了地球上存在由铁、刚玉、钛等金属组成的云的可能性。研究小组还从温度分布图中观察到，这颗行星最热的区域被转移到了恒星正下方的“亚恒星”区域的东部。他们推断这种变化是由强风引起的。

麻省理工学院库夫利天体物理研究所和空天体物理研究所博士后托马斯·米克尔·埃文斯(Thomas mickal Evans)表示，通过这次观测，他们真正获得了系外行星气象学的“全行星观”。

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