北京
同一天體，黎明與黃昏的大氣成分竟截然不同——這并不是地球上的氣候奇觀，而是發生在數百光年外的一顆超熱氣體巨星上。天文學家利用詹姆斯·韋伯空間望遠鏡對WASP-121 b進行觀測，首次獲得了這顆行星晨昏面大氣存在顯著差異的直接證據。此前，理論模型雖預言了這種不對稱，但從未被如此清晰地觀測到。
研究的核心數據來自凌星觀測：當WASP-121 b從它的主星前方穿過時，部分恒星光會穿過行星大氣層抵達地球。望遠鏡通過分析這些經過大氣過濾的星光變化，反推出大氣的溫度和化學組成。結果發現，這顆行星的晨側與昏側對紅外光的吸收并不平衡——昏側吸收的恒星光明顯多于晨側。
“韋伯望遠鏡以前所未有的觀測品質，讓我們得以一窺遙遠行星的細節：隨著WASP-121 b自轉，我們經度差異逐個測量恒星光的吸收變化，進而探測它的大氣。”帶領這項研究的馬克斯·普朗克天文研究所博士生Cyril Gapp解釋道。數據顯示，這一吸收差異指向溫度與化學成分在黎明與黃昏區域上的巨大反差。
這股不對稱的源頭指向了行星上猛烈的風。由于WASP-121 b極度靠近恒星，它的一面永遠朝向恒星白晝，另一面則陷入永恒黑夜。強風順著行星自轉方向由白晝面吹向黑夜面，將熱量輸送到昏側，使那里的溫度升高，大氣膨脹。膨脹后，行星在昏側的視尺寸增大，得以吸收更多恒星光，這也解釋了觀測中的吸收不平衡。
近紅外光譜儀捕獲的細節進一步支撐了上述判斷。凌星后期，一氧化碳的信號明顯增強，同時整體亮度略有下降。但研究人員認為，一氧化碳信號增強并非其豐度真的增加，而是溫度變化導致的光譜特征改變。與之形成對照的是水：測量顯示水分子確實變少了。在高溫下，上層大氣中的水分子被拆分成了氫和氧，這為強風加熱昏側提供了額外證據。
探測到如此細微的端倪，得益于WASP-121 b的一項基本特征。該行星長期受到強烈照射，大氣層被充分加熱并向外延伸，使得越過行星邊緣的恒星光能攜帶更為豐富的大氣信息。這令天文學家有機會以前所未有的精度，去揭示這個極端世界在永晝與永夜之間的交界處，究竟上演著怎樣劇烈的氣象大戲。
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