一项开创性的新研究表明，在遥远的星球上，日出和日落永恒的地方有着不同的大气特性。
一个国际研究小组利用美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)发现，距离地球700光年的系外行星WASP-39b的东西两侧存在温差。
WASP-39b是一颗气态巨行星，半径是木星的1.3倍，质量与土星相似。WASP-39b被它的主恒星潮汐锁定，这意味着它绕其轴旋转的时间与绕其主恒星公转的时间完全相同。这导致WASP-39b的西侧永远是早晨，东侧永远是晚上。
利用JWST的NIRSpec(近红外光谱仪)，天文学家证实，WASP-39b的夜晚侧的温度比早晨侧的温度高约200摄氏度(大约300华氏度)。他们还发现，永远处于早晨的那一面可能比处于黄昏的那一面更多云。
天文学家使用透射光谱学观察WASP-39b的大气，该技术用于研究系外行星的终结者，即分隔行星昼侧和夜侧的边界。通过比较行星在恒星前方运行时通过大气层过滤的星光和行星在恒星旁边检测到的未过滤的星光，得出了透射光谱。在进行比较时，研究人员可以获得有关该行星大气的温度、成分和其他特性的信息。
该团队的研究结果发表在《自然》杂志上。
来自埃克塞特大学的Maria Zamyatina是这项研究的合著者之一，她说:“这种对系外行星大气早晚差异的观察对于检验我们关于这些行星大气环流的理论至关重要。”它们还有助于约束用于预测这些大气的动力学、热和化学结构的三维数值模型，包括在埃克塞特开发的模型。”
此前公布的JWST对WASP-39b大气的光谱显示，在这颗行星的整个昼夜边界上存在钠、钾、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫——然而，没有详细的区分早晨和晚上的尝试。
现在，这项新研究从终结区产生了两种不同的光谱，基本上将昼夜边界分成两个半圆，一个来自傍晚，另一个来自早晨。数据显示，晚上的温度要高得多，高达800摄氏度(1450华氏度)，而早上的温度相对较低，为600摄氏度(1150华氏度)。
“WASP-39b已经成为韦伯研究系外行星大气的一种基准行星，”太空望远镜科学研究所的系外行星研究员、该研究的主要作者nsamestor Espinoza说。“它有一个膨胀的、蓬松的大气层，所以通过行星大气层过滤的星光发出的信号非常强。”
对获得的数据进行广泛的建模也使研究人员能够研究WASP-39b的大气结构、云层覆盖以及为什么晚上更热。虽然该团队未来的工作将研究云层如何影响温度，反之亦然，但天文学家证实，行星周围的气体循环是造成WASP-39b温差的罪魁祸首。
在像WASP-39b这样高度辐射的系外行星上，它的轨道相对较近，研究人员通常预计，当行星围绕其恒星旋转时，气体会移动。白天面的热气体应该通过强大的赤道急流在晚上移动到晚上。由于温差如此之大，气压差也会很大，这反过来又会导致高风速。
研究人员利用一般环流模型(General Circulation Models)——类似于用来预测地球天气模式的三维模型——发现，在WASP-39b上，盛行风很可能是从夜晚的一面穿过早晨的界限，绕过白天的界限，穿过傍晚的界限，然后绕过夜晚的界限。因此，明暗分界线的早晨比夜晚更冷。换句话说，早晨的一面被夜晚冷却的空气撞击，而夜晚的一面则被白天加热的空气撞击。研究表明，WASP-39b上的风速可以达到每小时数千英里!
研究人员现在将使用相同的分析方法来研究其他潮汐锁定热木星的大气差异，作为JWST周期2一般观察者计划3969的一部分。
WASP-39b是JWST在2022年开始常规科学操作时观测到的首批目标之一。这项研究中的数据是在早期发布科学计划1366下收集的，旨在帮助科学家快速学习如何使用望远镜的仪器，并充分发挥其科学潜力。
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