天文学者らは、太陽系の外にある巨大な系外惑星の大気中で、夜明けと夕暮れの領域の明確な違いを初めて観察した。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使って行われたこの検出には、極端な温度を持つ超高温木星であるWASP-121 bが関係しています。
惑星はその恒星に非常に近いため、自転は軌道と同期しており、そのため半球の一方が恒久的に恒星に面し、約2,500℃に加熱される一方、夜の側は約1,775℃低いままである。この構成では、ターミネーターと呼ばれるマークされた遷移ゾーンが作成されます。
ターミネーター間の確認されたバリエーション
この観測により、惑星の通過中に赤外光の吸収が非対称であることが明らかになった。午後のターミネーター (夕暮れ) は午前のターミネーター (夜明け) よりも多くの光を吸収します。これは、温度と化学組成が異なることを示しています。
強風は熱を昼側から夜側に運び、午後にはその地域をさらに暖かくします。温度が上昇すると、このゾーンが拡大し、惑星の断面が拡大し、星の光をフィルターする方法が変化します。
James Webb の NIRSpec 装置からのデータでは、夕暮れ時の一酸化炭素信号の増加、温度による影響、および高温で解離する水蒸気の量の実際の減少も示されました。
極端な惑星の昼と夜の側面
WASP-121 b の平均温度は、昼側で約 2,770 ケルビン (約 2,500°C)、夜側で 1,000 ケルビン (約 725°C) です。通過中、惑星は約 30 度回転するため、大気のさまざまな経度を正確に地図に描くことが可能になります。
この技術は、大気によってフィルタリングされた光信号の時間的変化を利用し、時間を縦方向の位置に変換します。研究者らは、すべてのトラフィックの通常の平均を避け、時間的な変動を許容して、データによりよく統計的に適合するようにしました。
現在の大気モデルの限界
シミュレーションされたモデルでは温度変化の影響が確認されましたが、観測された信号は予測よりも大きかったです。科学者らは、朝のターミネーターに珪酸塩雲が存在するのではないかと疑っています。これが赤外線を遮断し、低温を再現しているのです。
この種の観察により、雲を現実的に組み込むことがまだ難しい現在のモデルのギャップが明らかになります。事前の調整により一致度は向上しましたが、より洗練されたモデルが必要になります。
将来の学習への道
この方法は、他の超高温木星の経度構造をマッピングする道を切り開きます。研究者らは、分析を繰り返すために適切な温度範囲と回転速度を持つ追加のターゲットをすでに特定しています。
この研究は、ドイツのマックス・プランク天文学研究所の博士候補者であるシリル・ギャップ氏によって主導され、今週水曜日（10/6）に雑誌に掲載されました。自然天文学.
