这张艺术家的概念图展示了热气体巨行星WASP-43 b的样子。WASP-43 b是一颗木星大小的行星，绕着一颗大约280光年远的六分星星座的恒星旋转。这颗行星在大约130万英里(0.014天文单位)的距离上运行，大约19.5小时完成一次公转。因为它离恒星很近，WASP-43 b很可能是潮汐锁定的:它的旋转速度和轨道周期是相同的，所以它的一面总是面向恒星。基于该行星发射的5到12微米中红外光量的温度测量表明，它的夜侧可能被厚厚的高云覆盖。光谱学测量表明，在日面和夜面都存在水蒸气。但由于温度太高，液态水不可能存在，这些云可能是由微小的矿物颗粒而不是水滴构成的。令人惊讶的是，夜侧缺乏甲烷，这表明强烈的东风正在混合地球周围的大气气体。这张插图是基于韦伯的中红外仪器(MIRI)收集的新数据，以及其他地面和太空望远镜(包括哈勃和斯皮策)先前的观测结果。韦伯没有捕捉到这颗行星的任何图像。来源:NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
科学家们使用詹姆斯·韦伯望远镜研究WASP-43b，发现了高空云层和白天和黑夜之间巨大的温差。他们的发现为了解地球的极端气候和大气动力学提供了洞见。
纽约大学阿布扎比分校的研究科学家Jasmina Blecic与天体物理与空间科学中心(CASS)的副教授Ian Dobbs-Dixon以及詹姆斯·韦伯太空望远镜凌日系外行星早期释放科学(JTEC-ERS)团队一起，利用美国宇航局的詹姆斯·韦伯望远镜发现了一颗与木星大小相似的巨型系外行星大气的新细节。这包括对地球上尘埃云的开创性观测。
在最近发表在《自然天文学》上的一项研究中，研究人员详细介绍了他们如何测试韦伯中红外仪器(MIRI)无与伦比的能力，并观察了WASP-43b(一颗巨大的充满气体的系外行星)的整个轨道。这些“相位曲线”观测是在韦伯就职的第一年进行的，它揭示了整个地球的温度分布，并揭示了行星气候。研究人员在这颗行星的夜侧发现了厚厚的云层和令人惊讶的甲烷缺乏，并且在整个大气中无处不在的水存在。这是第一次推断出地球的夜侧有云;与在地球上观察到的典型云相比，它们在行星大气中的高度要高得多。
行星特性和轨道
WASP-43b的大小和质量与木星相当，但其行星特征却大相径庭。它的主星WASP-43A比太阳冷得多，颜色也更红，距离地球约86光年。WASP-43b的轨道离它的恒星非常近，因此一年的时间只有19.5小时。这种近距离使得这颗行星的自转与它的轨道同步，它的一面总是面对着恒星，类似于我们在月球上观察到的潮汐锁定。因此，行星的一半(白天面)永远被照亮，非常热，而另一半(夜晚面)永远被阴影笼罩，更冷。
Blecic说:“当这颗行星绕其恒星运行时，我们用红外光谱仪观察了它，这样我们就可以研究从它大气层不同区域发出的光。”“这使我们能够区分白天和夜晚的温度，并识别云层和各种分子的存在。不同的化学物质吸收红外线中不同波长的光。将这一事实与对整个轨道的观测相结合，我们能够限制整个大气的化学成分、云层覆盖和热量再分配，并得出有关地球气候的结论。”
研究小组发现，WASP-43b永久被照亮的白天面温度高达2285华氏度(1250摄氏度)，而这颗行星的夜晚面虽然永远被阴影笼罩，但仍然非常热，温度为1115华氏度(600摄氏度)。
极端气候与大气动力学
多布斯-迪克森是一位研究三维大气模型和系外行星大气热再分配的专家，他说:“由于地球夜侧缺乏直射阳光，导致白天和黑夜之间存在显著的温差，这促使形成了异常强劲的风。”“虽然地球上的风由于温度的变化而以类似的方式形成，但WASP-43b与其主恒星的接近导致了更极端的温差。这产生了每小时数千公里的风，远远超过了地球上的风，这对热量的分布和塑造整个行星气候至关重要。”
此外，行星的温度图与复杂的三维大气模型的比较表明，这种温度对比比预期的无云大气更强烈。这表明，这颗行星的夜面被一层厚厚的云层所覆盖，阻挡了大部分原本可以观测到的红外辐射。与地球上的水云不同，这颗极热行星上的云类似于尘埃，由岩石和矿物质组成。
令人惊讶的是，尽管有这么厚的云层，JTEC-ERS团队还在行星的夜侧探测到水的清晰信号。这使得他们第一次确定了云层的高度和厚度，揭示了它们与地球云层相比不同寻常的高度和密度。研究人员还发现了风驱动的混合，称为“化学不平衡”，它迅速将气体输送到整个行星的大气中，并导致均匀的大气化学。
参考:作者:Taylor J. Bell, Nicolas Crouzet, Patricio E. Cubillos, Laura Kreidberg, Anjali A. A. Piette, Michael T. Roman, Joanna K. Barstow, Jasmina Blecic, Ludmila Carone, Louis-Philippe Coulombe, Elsa Ducrot, Mark Hammond, jo
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