美國麻省理工學院的天文學家獲得了一顆系外行星被“潮汐鎖定”在其恒星上的永久暗面的圖片，這是迄今為止最清晰的一張圖像。該研究提供了系外行星大氣的第一個詳細視圖。相關研究結果2月21日發表于《自然—天文學》。
領導該研究的麻省理工學院卡夫利天體物理和空間研究所博士后Thomas Mikal-Evans表示，現在不僅是對系外行星大氣的特定區域進行單獨“快拍”，更是將其作為真正的3D系統來研究。
該研究中的行星——熱木星WASP-121b是一顆巨大的氣體巨星，于2015年被發現，圍繞著一顆距地球約850光年的恒星運行。這顆行星的軌道是迄今為止探測到的最短軌道之一，環繞其恒星一周的時間僅為30小時。它處于潮汐鎖定狀態，這意味著一側總是面向恒星，溫度極高，而另一側永遠朝向太空，總是黑暗的。
研究人員使用哈勃太空望遠鏡上的光譜相機捕捉到了更詳細的畫面，繪制出從白天到黑夜的溫度顯著變化圖，并觀測到溫度如何隨海拔高度變化。他們還追蹤了大氣中水的存在，首次展示了水是如何循環的。
WASP-121b上的水循環比地球上“刺激”得多。在白天，組成水的原子在超過3000開爾文的溫度下被“撕裂”后吹到暗面。在那里，較低的溫度會使氫原子和氧原子重新結合成水分子，并再次被吹回亮面，如此循環往復。
研究團隊計算出，這顆熱木星的水循環是由風以每秒高達5公里的速度“撕裂”行星上的原子來維持的。他們還發現，水循環似乎不只發生在這個星球上。
不斷變化的水蒸氣特征幫助研究人員繪制了行星亮面和暗面的溫度分布圖。他們發現，“白晝”的范圍從最深可見層的2500開爾文到最上層的3500開爾文，暗面從最深層的1800開爾文到上層大氣的1500開爾文不等。有趣的是，行星上溫度分布似乎較反常：在亮面溫度隨著海拔升高而升高；而在暗面，溫度則隨著海拔下降而下降。
“通過這次觀測，我們真正獲得了系外行星氣象學的‘全星球視野’。”Mikal-Evans說。（辛雨）
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