科學

詹姆斯·韋伯發現一顆清晨形成岩石雲、入夜便消散的行星

Peter Finch

WASP-94A b清晨的天空濃雲密布。當同一團大氣轉到行星的傍晚一側時,雲已不見。而且這雲既不是水也不是冰,而是岩石——被高溫汽化的鎂與矽,凝結成一層礦物薄霧,於黎明生成,在黃昏散去。

這種分裂正是此次發現。一個使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的團隊首次讀取了太陽系外一顆行星兩個相反半面的天氣,發現兩者截然不同。一個半球在製造雲,另一個半球在消解雲。

WASP-94A b是一顆熾熱的氣態巨行星,距地球約700光年,位於南天的顯微鏡座。它屬於「熱木星」:體量巨大、由氣體構成,且離恆星極近,一年只相當於地球的幾天。向陽面遠超攝氏500度,足以把較重的元素以蒸氣形式托在高空。蒸氣冷卻處,便凝結成矽酸鹽微粒——也就是沙與岩石的成分——這些微粒形成了雲。

韋伯並未拍下這一切。當行星從恆星前方經過時,望遠鏡把透過大氣邊緣的星光分解開來:一次在世界由夜轉晝的邊緣,一次在由晝轉夜的邊緣。清晨那一側帶有礦物雲的印記;傍晚那一側返回時更為澄澈。同一批資料還顯示,大氣中的氧與碳約為木星的五倍,這為行星如何、在何處形成提供了線索。

這樣的讀取是一種推斷,而非快照。雲圖依賴於把光譜轉化為溫度、化學成分與顆粒大小的大氣模型,不同模型在邊緣處可能彼此不一致。這只是一顆行星,僅在幾次凌星中被觀測,這種失衡的天氣還需更多觀測才能成為定論。資料清楚顯示的,是兩側並不相同。

這一結果的意義超出了這顆怪異的行星本身。對系外行星大氣的測量幾乎都把行星當作一個均勻的球。WASP-94A b表明,這一假設可能掩蓋了一顆被劈成兩個相互矛盾半球的行星,也意味著人們開始為其他世界繪製的氣候圖,或許正把幾乎毫無共同點的氣候混為一談。

研究團隊打算把同樣的方法用於其他熱木星,比較多顆行星清晨與傍晚的天空,以釐清這種只在一側的雲層,究竟是WASP-94A b獨有的怪癖,還是那些繞恆星過近運行的世界所共有的特徵。

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