使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的天文学家发现了超热系外行星WASP-121 b的黎明和黄昏区域之间显著的差异。这些边界区域被称为交界线，标志着行星的永久日侧和永久夜侧之间的过渡。这些发现提供了至今最清晰的证据，表明这两个区域具有不同的温度和大气成分，确认了先前仅存在于理论模型中的预测。这一发现来自于在WASP-121 b穿过其宿主恒星前方时，通过行星大气层的红外星光测量。通过检查大气如何在过境时过滤这束光，研究人员发现了不均匀的吸收模式。根据研究小组的说法，这种不对称性可以很好地解释为行星早晚两侧的温度和化学成分的差异。MPIA的Cyril Gapp表示：“凭借前所未有的观测质量，JWST向我们展示了迄今为止对遥远行星的最详细的观察：通过测量WASP-121 b旋转时星光吸收的变化，我们逐渐探测其大气的经度。”观察结果显示，晚间交界线的光吸收量超过早晨交界线。这与当前关于强大大气风的想法相符合，该风将热量从极热的日侧运输到更凉爽的夜侧。由于这些风向东移动，与行星自转方向一致，因此使晚间区域更强烈地升温。随着温度上升，大气扩张。更大的大气层提供了更大的截面来接受进入的星光，允许它吸收更多的辐射。使用JWST的NIRSpec（近红外光谱仪）仪器收集的数据还显示，在过境的末尾，碳 monoxide (CO) 信号更强。研究人员认为，这一变化是由温度效应引起的，而非碳 monoxide 丰度的真实增加。水（H2O）则讲述了一个不同的故事。观察结果表明，水分子在较热的大气区域中变得不那么丰富。科学家们将此解释为水的真实减少，因为上层大气的温度高到足以将水分子分解为其成分元素。这一发现进一步证实了热风正在加热晚间交界线。一个永久的白昼与黑夜这样的微妙大气差异的探测需要利用近轨气态巨行星的共同特性。随着时间的推移，潮汐力将行星的自转与其轨道同步，导致一次自转所需的时间与环绕恒星一次的时间相同。因此，一半球面始终面向恒星，而另一半则处于恒久黑暗中。来自澳大利亚纽卡斯尔大学的合著者Tom Evans-Soma解释道：“WASP-121b尤为极端，日侧半球的平均温度约为2770开尔文，而夜侧则接近约1000开尔文。”他之前已经确定了该行星的温度范围，并且也隶属于MPIA。那些温度在日侧对应近2500摄氏度（4525华氏度），而夜侧约725摄氏度（1340华氏度）。随着行星在其恒星前过境，它在事件的开始和结束之间稍微旋转。这一小的旋转使天文学家能够观察到大气的不同部分。尽管夜侧大部分时间在视野中，但科学家们也能一瞥黎明和黄昏区域的部分，以及根据过境阶段，甚至更接近炽热日侧的小区域。轨道的前端对应于早晨交界线，而后端对应于晚间交界线。将过境时间转化为大气地图为了研究大气，研究人员分析了行星在过境过程中的亮度变化。他们还检查了光谱，这些光谱是在光被分解为其成分波长时产生的，就像棱镜产生彩虹一样。不同的气体会吸收特定波长的光，使科学家能够识别大气中存在的化学物质。由于行星在穿过其恒星的表面时旋转，因此信号随时间变化对应于行星的不同经度。在完整的过境过程中，WASP-121 b大约旋转了30度，足以以显着的精度区分早晨（黎明）和晚间（黄昏）交界线。天文学家通常将所有过境测量合并为单一的平均信号，以提高清晰度。然而，在本研究中，Gapp和他的同事允许信号在行星旋转时随时间变化。统计分析表明，这一方法与观察结果的匹配显著更好，提供了强有力的证据，证明大气差异是真实存在的。可能的云