在浩瀚的宇宙中,隐藏着一颗令人叹为观止的系外行星——WASP-43 b,其极端的气候条件挑战着我们对行星环境的认知极限。想象一下,那里的风速竟可达到每小时5000英里,这样的场景并非科幻小说的虚构,而是这颗神秘星球的真实写照。
WASP-43 b,一颗被归类为热木星的行星,它的体积与木星相仿,主要成分同样为氢和氦。然而,与太阳系内的巨行星相比,它的温度要高得多。这颗行星围绕着一颗比太阳小而温度更低的恒星旋转,其轨道之近,仅为130万英里,这一距离甚至不到水星与太阳之间距离的二十五分之一。因此,WASP-43 b被潮汐锁定,永远以同一面朝向恒星,造就了它永远炽热的白昼和相对凉爽的夜晚。
为了揭开WASP-43 b的神秘面纱,天文学家们借助了詹姆斯·韦伯太空望远镜,对其进行了深入细致的观测。通过测量中红外光宽光谱的亮度,并结合三维气候模型以及先前其他望远镜的观测数据,科学家们取得了一系列惊人的发现。
在温度方面,测量结果显示,WASP-43 b面向恒星一侧的平均温度接近2300华氏度,即约1250摄氏度,这样的高温足以熔化金属。而背对恒星一侧的温度则相对较低,大约在1100华氏度,即约600摄氏度。科学家们还确定了行星上最热的区域,有趣的是,这个热点并非直接位于接受恒星辐射最多的位置,而是略微向东偏移。造成这一现象的,正是那些时速高达5000英里的超音速风,它们将加热的空气向东吹拂。
关于WASP-43 b的大气层,研究也揭示了诸多新发现。科学家们推测,该行星的夜空可能被厚重的云层所覆盖,这些云层如同一床巨大的棉被,阻挡了部分红外光逃逸至太空。因此,尽管夜空本身的温度也相当高,但云层的存在使得夜空看起来更加昏暗和凉爽。韦伯望远镜捕捉到的宽光谱中红外光,还使科学家们能够测量行星周围水蒸气和甲烷的数量。结果显示,无论是在白天还是夜晚,这颗行星上都存在明显的水蒸气迹象,这为了解云层的厚度及其在大气层中的延伸高度提供了重要线索。
然而,研究中也出现了令人意外的发现。数据显示,WASP-43 b的大气中明显缺乏甲烷。理论上,在白天极高的温度下,甲烷确实难以存在,因为大部分碳在这种高温下会以一氧化碳的形式存在。但在较冷的夜晚,甲烷应该是稳定的,并且能够被检测到。然而,实际情况并非如此。科学家们推测,这可能是由于WASP-43 b的风速过快所致。每小时高达5000英里的风速,将气体从面向恒星的一侧吹向背对恒星的一侧,再吹回来,速度之快,使得那些能在夜晚产生甲烷的化学反应根本没有足够的时间发生,因此无法检测到甲烷。这种由风驱动的混合作用,使得行星周围的大气化学成分趋于一致,这是过去哈勃和斯皮策望远镜所未曾揭示的新发现。
自2011年WASP-43 b被发现以来,它已成为众多望远镜观测的焦点。哈勃望远镜曾清晰地捕捉到其白天存在水蒸气的证据,而哈勃和已退役的斯皮策太空望远镜也都暗示了夜晚可能存在云层。然而,要真正详细地描绘出这颗行星周围的温度、云层、风和大气成分分布图,还需依靠韦伯望远镜更为精确的测量。
WASP-43 b,这颗充满神秘和惊喜的系外行星,以其极端的天气状况,让我们对宇宙的多样性和复杂性有了更加深刻的认识。随着科技的不断进步,我们期待着未来能够发现更多类似WASP-43 b这样奇特的星球,进一步拓展我们对宇宙的认知边界。