韦伯证实WASP39b上存在永恒的早晚温差

天文学家利用NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜获取并分析了 WASP-39b 的早晨和傍晚透射光谱，WASP-39b 是一颗热土星系外行星，绕着距离我们约 700 光年的室女座恒星运行。这些光谱可以用模型来最好地解释，在这些模型中，傍晚末日温度比早晨末日温度高 177 K。

WASP-39b是一颗炽热的气态巨行星，它围绕 G7 型恒星 WASP-39 运行，运行周期为 4.1 天。

该外星世界于 2011 年首次被发现，其质量与土星大致相同，但体积却大 50%。

该行星的极度膨胀部分与其高温(约 900 摄氏度，或 1,652 华氏度)有关。

太空望远镜科学研究所天文学家内斯托·埃斯皮诺萨博士说：“WASP-39b 已经成为利用韦伯研究系外行星大气层的基准行星。”

“它拥有膨胀的大气层，因此经过行星大气层过滤的星光信号非常强。”

之前发布的 WASP-39b 大气韦伯光谱揭示了二氧化碳、二氧化硫、水蒸气和钠的存在，代表了整个昼夜分界线——并没有详细尝试区分一侧和另一侧。

现在，新的分析从晨昏线区域构建了两个不同的光谱，基本上将白天/夜晚的边界分成两个半圆，一个来自晚上，另一个来自早晨。

韦伯数据显示，夜间气温明显高于白天，高达 800 摄氏度(1,450 华氏度)，而早晨气温相对较低，为 600 摄氏度(1,150 华氏度)。

埃斯皮诺萨博士说：“我们能够解析出这种微小的差异，这真是令人惊叹，而这只有归功于韦伯对近红外波长的灵敏度及其极其稳定的光度传感器。”

“在收集数据时，仪器或天文台的任何微小移动都会严重限制我们进行这项探测的能力。它必须非常精确，而韦伯正是这样的。”

伦敦帝国理工学院的天文学家詹姆斯·柯克博士说：“我们的太阳系中没有这样的行星，但我们观察到的大多数围绕遥远恒星运行的行星都比我们距离较近，轨道较短，就像 WASP-39b 一样。”

“现在，我们已经能够测试有关这些行星的理论，并且首次直接在很宽的波长范围内测量系外行星的早晨面和夜晚面。”

对获得的数据进行广泛的建模还使研究人员能够研究 WASP-39b 的大气结构、云层覆盖以及夜晚更热的原因。

虽然该团队未来的工作将研究云层覆盖如何影响温度，反之亦然，但天文学家证实，该行星周围的气体循环是造成 WASP-39b 温差的主要原因。

在像 WASP-39b 这样一颗辐射程度很高、绕恒星运行的系外行星上，研究人员通常预计气体会随着行星绕恒星旋转而移动：白天的较热气体应该会通过强大的赤道急流，在夜晚移动到夜间。

由于温差如此之大，气压差异也会很大，进而导致风速较大。

利用通用环流模型(类似于用于预测地球天气模式的 3D 模型)，天文学家发现，在 WASP-39b 上，盛行风可能从夜晚移动到早晨晨曦，绕过白天，穿过夜晚晨曦，然后绕过夜晚。

因此，晨昏线的早晨一侧比晚上一侧凉爽。

换句话说，早晨一侧会受到夜间一侧冷却后的空气的吹袭，而晚上一侧则会受到白天一侧加热后的空气的吹袭。

研究表明，WASP-39b 上的风速可达每小时数千公里。

埃斯皮诺萨博士说：“这项分析也特别有趣，因为你获得了以前无法获得的有关该行星的 3D 信息。”

“因为我们可以看出夜晚边缘更热，这意味着它有点膨胀。所以，从理论上讲，在接近行星夜间一侧时，晨昏线处会有一个小隆起。”

该项研究本周发表在《自然》杂志上。