天文学家们长期以来将遥远的系外行星描绘为光滑、圆形的轮廓。但新的观测结果显示，这些炙热的外星世界旁边的氛围可能具有出奇的不均匀形状。利用美国宇航局的詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST），研究人员发现，WASP-17b的氛围，距离地球大约1300光年，某一侧的扩展程度比另一侧更远。尽管其整体轮廓仍然大致是圆形，但其大气显著不对称。这种畸变提供了关于极端温度和强大风力如何重新塑造遥远行星大气的新证据。这一发现发表在《自然天文学》上，来自由美国康奈尔大学和英国布里斯托大学联合主导的研究。研究人员使用了一种名为“传输线”的创新技术，该技术由布里斯托大学的天体物理学家大卫·格兰特博士和汉娜·韦克福德博士开发，以前所未有的细致程度研究行星的气氛结构。詹姆斯·韦布揭示外星大气的三维结构WASP-17b属于一种被称为“热木星”的行星类别，这些巨大的气态行星在其宿主恒星附近轨道运行并经历剧烈加热。其不寻常的气氛形状为热量如何在这些极端世界之间移动提供了新的视角。主要作者、康奈尔大学的克拉曼博士后研究员莉莉·阿尔德森博士在布里斯托大学获得物理学博士学位后开始了这项研究。“这是证明行星实际上是三维物体的概念证明，且一致地，如它们绕其恒星旋转时，我们预测的事情正在发生。从计算练习到实际看到这一切是截然不同的。”这些观测结果提供了有关WASP-17b的气氛化学和温度变化的宝贵信息，包括其赤道和两极之间、常亮半球和黑暗半球之间的差异。这些结果与早期理论预测和计算模型非常吻合。它们共同提供了迄今为止关于系外行星气氛的最详细三维图像之一，为研究迄今确认的6000多个系外行星建立了有用的参考点。合著者、布里斯托大学的天体物理学副教授汉娜·韦克福德博士表示：“行星是多变的，其大气复杂而混乱。所有这些数值汇聚在一起，为我们展示了这个远在1000光年外的大世界的非常结构化、动态的画面，这真的很激动人心。”一种新技术揭示隐藏的大气特征詹姆斯·韦布的卓越敏感度已经使科学家能够使用一种称为日食映射的方法来研究外星大气。这种方法检查了当一个行星在父星后面移动时光线的微妙变化，帮助研究人员确定行星各处的条件如何变化。新的“传输线”技术，也称为星际映射，检查行星轨道的相对部分。随着系外行星经过其恒星，一些恒星光通过其大气的外缘达到望远镜。通过分析不同角度的光，科学家可以研究大气的成分，并确定其在行星周围不同位置的延伸程度。这个外部大气边界被称为“边缘”。传统方法通常将整个边缘的光度测量合并为一个平均光谱。新的方法则分离来自不同区域的信息，允许研究人员识别本来会被隐藏的大气变化。“我们技术的优势在于，它允许您提取从中心到行星边缘的不同距离，而不是假设您的大气是一个半径相同的圆形，”阿尔德森博士说。“我们能够在边缘周围走动。因此，我们从一个环转变为了解环上宝石的位置，可以这么说。”强风造就不对称的大气新的测量结果揭示了靠近WASP-17b赤道的一个特别有趣的特征，恰好是在先前模型预测它会出现的地方。该畸变发生在行星的“晚上”侧，强大的大气风将热量从永久面对其恒星的半球带离，转向被黑暗锁定的半球。热气体的这种运动导致晚上侧的大气扩展得比较凉爽的“早晨”侧更远。因此，行星的大气轮廓并不是完全对称的。这些发现确认了关于这些区域温度差异的主要预测。星际映射测量也支持以前识别的WASP-17b的其他特征。阿尔德森博士补充道：“理论预测温度差异会存在……