詹姆斯·韦伯望远镜揭示了流浪行星SIMP-0136上的剧烈极光、风暴以及不变的沙状云层。这些发现正突破我们对系外行星大气和系外行星气象的认知边界。
强烈的类北极光活动是今日天气预报的突出特点，而这份预报并非来自标准的电视演播室，而是来自一个奇特的太阳系外世界。这要归功于都柏林圣三一大学的天文学家们，他们利用NASA/ESA/CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜近距离观察了附近一颗炽热的流浪行星SIMP-0136的天气。
这台天基望远镜上仪器的高灵敏度使研究团队能够观察到行星自转时亮度的微小变化，这些变化被用来追踪温度、云层覆盖和化学成分的变化。
令人惊讶的是，这些观测还揭示了SIMP-0136强烈的极光活动，类似于地球上的北极光或木星上的强大极光，这些极光加热了其高层大气。
都柏林圣三一大学物理学院博士后研究员埃弗特·纳塞德金博士说：“这些是迄今为止对任何太阳系外天体大气层最精确的测量，也是首次直接测量到大气性质的变化。”他是刚刚发表在国际领先期刊《天文学与天体物理学》上的研究文章的第一作者。
他继续说道：“SIMP-0136的温度超过1500°C，这让今年夏天的热浪都显得温和了。我们进行的精确观测意味着我们可以准确记录小于5°C的温度变化。这些温度变化与这颗自由漂浮行星化学成分的细微变化有关，这暗示着类似木星大红斑的风暴旋转进入视野。”
另一个令人惊讶的发现是SIMP-0136上云层缺乏变化。人们可能预计云层覆盖的变化会导致大气变化，类似于在地球上观察到云团和蓝天。相反，研究团队发现SIMP-0136表面的云层覆盖是恒定的。在SIMP-0136的温度下，这些云层与地球上的不同，而是由硅酸盐颗粒组成，类似于海滩上的沙子。
这是由都柏林圣三一大学物理学院约翰娜·沃斯教授领导的新“Exo-Aimsir”研究小组的第一篇论文，所有小组成员都做出了贡献，包括博士生梅尔·施拉德、玛德琳·林和基安·奥图尔。
这些数据最初由波士顿大学艾莉森·麦卡锡领导的类似团队发表，但新的分析揭示了有关大气层的更多细节。
纳塞德金博士补充道：“不同波长的光与不同的大气特征相关。类似于观察地球表面颜色的变化，SIMP-0136颜色的变化是由大气性质的变化驱动的。因此，通过使用尖端模型，我们可以推断出大气的温度、化学成分和云层的位置。”
沃斯教授说：“这项工作令人兴奋，因为它表明，通过将我们最先进的建模技术应用于JWST的尖端数据集，我们可以开始拼凑出驱动太阳系外世界天气的过程。随着我们未来不断发现和描述系外行星的特征，理解这些天气过程将至关重要。”
“虽然目前这类光谱变化观测仅限于像这样的孤立棕矮星，但未来利用极大望远镜以及最终的可居住世界天文台的观测，将能够研究系外行星的大气动力学，从类似木星的气态巨行星到岩石世界。”