韦伯望远镜发现系外行星每日沙云循环

一个国际科学家团队首次观测到一颗遥远气态巨行星的每日天气循环。距地球近700光年的WASP-94A b上，沙云在每早形成，到傍晚消失。

这项发表于5月21日《科学》期刊的研究，描述了詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）如何捕捉到这颗位于显微镜座的热木星WASP-94A b上截然不同的早晚天气。通过将多云早晨与晴朗傍晚分开分析，研究人员绘制出迄今为止最详细的系外行星大气剖面。

JWST示意图：遥远巨行星上空部分多云

多云早晨，晴朗夜晚

研究团队利用JWST的近红外光谱仪，测量了行星凌星时前缘和后缘的光谱。前缘——即空气从较冷的夜侧流向炽热的昼侧，形成“早晨”——覆盖着致密的硅酸镁云层，这是一种常见岩石中的矿物。后缘“傍晚”一侧，空气回流至夜侧，几乎无云，并显现出强烈的水蒸气信号。

研究人员提出了两种可能的解释：一是强风将云层拖入行星内部深处，在日落前将其掩埋；二是云层在遭遇超过1000摄氏度的昼侧温度时直接蒸发——类似于地球上的晨雾消散，但极端得多。

驱散系外行星研究的迷雾

“我研究系外行星20年了，普遍存在的云层一直是我们的眼中钉。”合著者、约翰霍普金斯大学布隆伯格杰出教授大卫·辛表示，“我们不仅终于能看清大气，还能确定云层由什么构成，以及它们如何在行星周围运动时凝结和蒸发。”

无云的傍晚观测显示，WASP-94A b远比此前认为的更接近木星。过去将云层和大气数据平均处理的方法，曾得出该行星的氧和碳含量是木星数百倍的结论。新方法显示仅为木星的5倍——这一结果与行星形成理论相符。

热木星的共同模式

以WASP-94A b为基准，团队又检查了另外八颗热气态巨行星，在WASP-39 b和WASP-17 b上也发现了相同的云循环模式，表明这一现象可能在这类世界中普遍存在。第一作者、亚利桑那州立大学博士后萨格尼克·穆克吉表示，JWST定位观测的能力是关键：“JWST的这种研究方法让我们能局部化观测，从而得以看到云周期。”

eurekalert：JWST揭示系外行星早晨多云、傍晚晴朗