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韦布绘出热木星WASP-17b不均匀大气层地图

发布于 2026年10月14日 0 浏览

天文学家利用詹姆斯·韦布空间望远镜,为系外行星WASP-17b周围不均匀的大气层绘制了地图,揭示热量如何改变一颗遥远巨行星的大气外缘轮廓。英国布里斯托大学于10月14日公布这项研究。由美国康奈尔大学研究人员莉莉·奥尔德森领导的团队,将一种称为透射弦的方法应用于这颗距离地球约一千三百光年的热木星。研究的重点,是通过大气不同区域的观测信息,理解这颗遥远行星周围气体的空间分布和形状,以及热量与这些差异之间的联系。

这项发表于《自然·天文学》的研究,不再把可见的大气边缘简单视为处处相同的均匀圆环。研究人员在行星从恒星前方经过时持续追踪其变化,分析经过大气不同部分过滤的恒星光线。这套方法由布里斯托大学天体物理学家戴维·格兰特和汉娜·韦克福德开发,能够重建沿大气边缘各处的变化。传统的平均处理会把来自整个边缘的信号合在一起,而这一方法让研究人员分别了解沿边缘不同位置的状况,从而保留它们在空间上的区别,并将这些区别纳入对大气轮廓的描述。这也意味着,研究不只是为整圈大气提供一个总体平均结果,而是尝试保留光线经过不同区域时所携带的各自信息。

根据10月13日上传至预印本平台的论文,这些观测涵盖零点六至十二微米的波长范围,既能辨别从东到西的变化,也能辨别从赤道朝两极方向的差异。团队估算,晨侧与昏侧大气边缘的温度相差约六百五十开尔文。这些结果是研究人员依据观测数据推断出的大气状况,不能理解为直接拍到了行星表面的照片。也就是说,地图所呈现的是对大气不同位置的物理条件进行分析后得到的空间信息,其中的温度差异来自对观测信号的解读,而不是从地表照片中直接读取。

布里斯托大学解释,风将热量从永久受光的白昼一侧带向黑暗的夜晚一侧,使昏侧赤道附近的大气膨胀。气体经过夜侧后温度降低,因此晨侧边缘较冷。这一解释将昼夜之间的热量输送与晨昏两侧大气延展程度的不同联系起来。论文作者报告,这些发现与针对行星昼侧和夜侧进行的其他测量相符。同时,对水和二氧化碳丰度的测量结果,与它们沿大气边缘保持恒定数值的情况相容;换言之,这些成分的测量支持沿边缘采用恒定丰度的描述。

作者表示,研究结果使科学家能够把大气环流模型与可区分不同位置的观测进行比较,检验模型对空间差异的预测。这样的比较把理论计算得到的环流情况,同望远镜数据所揭示的区域差别对应起来,为评估模型是否符合观测提供依据。布里斯托大学把这项工作描述为对方法的一次成功验证,认为它可能支持今后为其他行星绘制类似地图,并最终研究相当于天气尺度的大气结构。这一前景指向更细致地理解不同世界的大气变化。不过,目前这些测量针对的是一颗热木星;把技术推广到更多世界仍是后续工作,不能当作已经在其他行星上得到证实的成果,也不能把这一发展方向表述为已完成的普遍性验证。

来源: University of Bristol: https://www.bristol.ac.uk/news/2026/october/trailblazing-technique-uncovers-real-shape-of-scorching-hot-exoplanet-atmosphere.html ; Alderson et al., Nature Astronomy / arXiv: https://arxiv.org/abs/2610.18806 ; https://doi.org/10.1038/s41550-026-02986-4

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