研究人員利用詹姆斯韋伯太空望遠鏡的數據觀察了系外行星上的雲循環。這項研究發表在 5 月 21 日的《科學》雜誌上，分析了位於 Microscopium 星座中距地球約 700 光年的 WASP-94A b 行星，並揭示了其大氣層在白天和夜間如何發生巨大變化。
觀察顯示地球兩側存在驚人的二分法。矽酸鎂雲（岩石中發現的礦物化合物）在早晨形成，但在黃昏時完全消失，此時溫度超過攝氏 1,000 度。
在氣態巨行星中發現大氣循環
WASP-94A b 由於其尺寸和高溫而被歸類為「熱木星」。這些行星的軌道距離它們的恆星非常近——比水星到太陽的距離還要近——使它們成為研究極端大氣中雲動力學的理想實驗室。
研究人員利用 JWST 追蹤了這顆行星從其恆星前方經過的情況。望遠鏡可以在凌日過程中分別觀察行星的兩個邊緣：空氣離開夜晚一側流向照明一側（黎明）的區域和相反的區域，氣流從白天流向夜晚（黃昏）。
早晨地區充滿了矽酸鎂雲，而傍晚地區則完全晴朗的天空。約翰霍普金斯大學地球與行星科學系彭博傑出教授大衛辛 (David Sing) 強調了這項發現的重要性：
- 先前的預期：僅是自然差異，例如早晨氣溫較低
- 真正的發現：雙方之間真正的氣候二分法
- 關鍵變化：雲量的巨大差異完全改變了地球的景觀
對大氣現象的解釋
研究人員提出了兩種可能的機制來解釋觀察到的模式。第一個假設涉及極強的風，這些風將地球較冷一側的雲層吹起，並在到達溫暖一側時將它們推入大氣層深處。第二種可能性與地球上晨霧的情況類似：雲會在暗面形成，並在地球光照部分溫度達到攝氏 1000 度以上時蒸發。
辛將先前的大氣分析過程比喻為透過有霧的窗戶觀察事物。現在，根據研究人員的說法，科學家不僅可以澄清他們的願景，還可以最終確定雲的成分以及它們在地球上移動時如何凝結和蒸發。
行星組成回顧
JWST 的觀察顯示，WASP-94A b 的成分與先前想像的不同。先前的觀測表明，氧和碳的濃度比木星上的濃度高數百倍。新數據顯示，這顆行星的這些元素含量僅是太陽系氣態巨行星的五倍。
這項發現代表了對先前對系外行星大氣化學成分的估計的重大修正。詹姆斯韋伯望遠鏡具有解析精細細節的能力，可以比以前的儀器更精確地描述 WASP-94A b 的大氣層。
在其他氣態巨行星中發現的模式
在使用 WASP-94A b 作為參考後，研究小組分析了其他八顆熱氣巨星，並在另外兩顆行星上發現了相同的氣候模式：WASP-39 b 和 WASP-17 b。這種現象的重複出現表明，具有類似動力學的雲循環可能是靠近其主恆星運行的熱木星的一個共同特徵。
研究小組現在打算利用詹姆斯韋伯望遠鏡的新計畫來擴大研究範圍，以調查不同類型系外行星上的雲循環。事實證明，在行星凌日期間觀測行星邊緣的策略非常有效，並將應用於未來對系外行星大氣的研究。