韦伯望远镜揭秘极端系外行星：这里会降下红宝石与蓝宝石雨

“凭借前所未有的观测精度，詹姆斯·韦伯空间望远镜让我们得以窥见迄今细节最丰富的遥远行星。”

图说明：艺术想象图。画面左上角是明亮恒星，画面中右下位置有一颗泛着淡粉色、外形被拉长的系外行星——气态巨行星WASP-121b。这颗膨胀的行星距离宿主恒星极近，恒星潮汐引力将它拉扯成鸡蛋状。（图源：NASA、ESA）

试想一颗星球：行星风速高达18000公里/小时，行星背阳面的夜空会降下液态金属、红宝石与蓝宝石构成的暴雨。天文学家发现的WASP-121b，就是这样一颗环境狂暴的星球。它属于“超热木星”，是人类已知环境最极端的系外行星之一。

这颗气态巨行星环绕宿主恒星的轨道极近，行星上的一整年仅30.5个地球小时。距离近到再靠近一点，恒星引力就会直接撕碎整颗行星。强大潮汐力把原本球形的行星拉扯成橄榄球外形。行星向阳面温度高到足以汽化各类金属；此前研究已提出，金属铁会在温度更低的背阳面凝结成雨滴落下。如今，借助詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST），天文学家完善了这颗星球完整的气象图景。

研究团队通过观测行星凌日时，穿过WASP-121b大气层的星光细微变化，捕捉到行星晨昏两侧大气环境的显著差异。

德国马克斯·普朗克天文研究所、论文第一作者西里尔·加普表示：“凭借前所未有的观测精度，韦伯望远镜让我们得以窥见迄今细节最丰富的遥远行星。” ，“我们通过测量WASP-121b自转过程中星光吸收强度的变化，逐经度测绘它的大气环境。”

观测结果显示，行星昏线区域（刚从白昼转入黑夜的交界带）温度高于晨线区域。研究人员解释，这一现象印证了超强行星风会将向阳面的巨量热量输送至温度更低的背阳面。

WASP-121b被潮汐锁定，永久固定一面朝向恒星、另一面陷入永恒黑夜。但从韦伯望远镜视角观测凌日期间，行星刚好自转一定角度，让大气层不同区域依次进入观测视野。

论文显示，加普团队追踪大气光谱信号随时间的变化后发现：昏侧大气对星光的吸收程度略高于晨侧；同时水汽、一氧化碳对应的光谱信号也存在差异，证明行星大气各处温度分布不均。

研究指出，温度更高的昏线上层大气热量足以裂解水分子；而温度更低的晨侧上空，可能存在硅酸盐矿物形成的云层，不过还需要更精密的模型才能证实云层真实存在。

此前已有多项研究揭示WASP-121b狂暴的大气活动：智利甚大望远镜的观测数据显示，该行星拥有分层复杂、剧烈狂暴的气流与横跨半个星球的高速喷流；哈勃空间望远镜早年观测也发现，恒星强紫外线辐射正持续剥离行星大气中的镁、铁元素。

论文提到，本次研究使用的观测分析方法未来可推广至其他超热行星，方便天文学家对比大量系外行星的大气环境特征。

该研究已于6月10日周三发表在《自然·天文学》期刊。
By Sharmila Kuthunur, from space.com