天文学家在NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜的帮助下，成功地研究了一颗炎热且异常膨胀的系外行星的气氛。来自亚利桑那大学的研究团队与一个国际小组合作，研究了一颗热系外行星，其体积明显大于木星，但质量仅为木星的十分之一。他们发现该行星的气氛中存在东西不对称，表明其气氛结构的两个侧面之间存在显著变化。
这项研究的结果发表在《自然天文学》杂志上。
“这项研究标志着第一次观察到系外行星在经过其恒星前方时的东西不对称现象，从太空的角度。”该研究的首席作者、亚利桑那大学斯图尔特天文台的研究生马修·墨菲表示。当行星穿过恒星的轨道时，就会发生过境现象，类似于月球在日食期间遮住太阳。
“从太空观察相比地面观测具有许多优势。”墨菲解释道。
东西不对称一词描述了系外行星东、西半球之间大气特征的变化，如温度和云层形成。了解这种不对称是否存在对理解系外行星的气候、大气行为和天气系统至关重要——这些行星位于我们太阳系之外。
被研究的系外行星WASP-107b与其恒星保持潮汐锁定。这意味着它始终向恒星呈现同一侧，导致一个半球始终沐浴在恒常的阳光下，而另一个半球则处于永久的黑暗中。
墨菲和他的同事们使用詹姆斯·韦伯太空望远镜的传输光谱法进行观测。这项技术对于研究遥远行星的气氛成分至关重要。他们在系外行星过境其宿主恒星时捕获了一系列图像，从而获取有关其气氛特征的信息。利用先进的方法和詹姆斯·韦伯太空望远镜的卓越精度，团队能够区分行星东、西侧的气氛信号，提供了对其气氛中发生具体过程的更深入见解。
“这些图像提供了关于该系外行星气氛中气体的广泛信息，包括云层形成、大气结构和化学特性，以及这些元素如何随着不同阳光照射程度而变化。”墨菲说。
WASP-107b特别值得注意的是它极低的密度和重力，导致其气氛相比其他同质量的系外行星异常膨胀。
“在我们自己的太阳系中没有其他与之相似的行星。它真的是独一无二的，即使在其他已知的系外行星中也是如此。”墨菲说道。
该系外行星的温度约为890华氏度，位于我们太阳系中的行星与已知的最热系外行星之间。
“传统上，我们的观测技术对于这些中等温度的行星并未非常有效，因此现在有许多引人入胜的问题我们可以开始探索。”墨菲说。“例如，我们的一些模型表明，像WASP-107b这样的行星不应该表现出这种不对称——因此我们已经在揭示新见解。”
研究人员已对系外行星进行了近二十年的调查，来自陆基和太空望远镜的众多观测为天文学家提供了对这些遥远世界气氛的推测，根据该研究的合著者、威斯康星大学麦迪逊分校的助理天文学教授托马斯·比蒂。
“然而，这是我们首次通过太空传输光谱直接观察到这些不对称形式，这是我们理解系外行星气氛的主要方法——这真是令人惊叹。”比蒂表示。
墨菲和他的团队正在积极分析他们收集的观测数据，并计划对该系外行星进行更详细的检查，包括额外的观测，以更好地理解导致这种气氛不对称的力量。
“对于几乎所有系外行星，我们无法直接观察它们，更不用说分辨它们两侧的差异。”墨菲解释道。“这是我们第一次能够获得有关系外行星气氛中发生情况的局部视角。”
