NASA/ESA/CSA James Webb太空望遠鏡的新觀察支持在快速旋轉的,自由浮動的行星質量對象SIMP J013656.5+0933347的大氣中,支持三個特定特徵(雲,熱點和變化的碳化學)。
藝術家對SIMP 0136的印象。圖片來源:NASA / ESA / CSA / J. Olmsted,STSCI。
(簡稱SIMP 0136)是一個快速旋轉的自由浮動物體,位於距地球僅20光年。
它的質量為13個木星質量,不會繞星繞,可能是。
由於它是孤立的,因此可以直接觀察到SIMP 0136,並且不擔心宿主恆星引起的光污染或可變性。
它的短期旋轉時間僅為2.4小時,因此可以非常有效地進行調查。
波士頓大學博士生艾莉森·麥卡錫(Allison McCarthy)說:“我們已經知道它的亮度會有所不同,並且我們相信有一些斑駁的雲層會在進出時旋轉並隨著時間的流逝而發展。”
“我們還認為可能存在溫度變化,化學反應以及影響亮度的極光活動的某些影響,但我們不確定。”
韋伯的NIRSPEC儀器捕獲了成千上萬個單獨的SIMP 0136的單個0.6至5.3-Micron光譜,隨著對象完成一個完整的旋轉,每1.8秒每1.8秒一次。
緊隨其後的是韋伯的美里樂器,它收集了數百個5至14微米光的測量值,每19.2秒一次,一次旋轉。
結果是數百條詳細的光曲線,每條曲線顯示出非常精確的波長(顏色)的亮度變化,因為物體的不同側面旋轉到視圖中。
都柏林三一學院的天文學家約翰娜·沃斯(Johanna Vos)博士說:“在幾分鐘內看到這個物體的全部變化真是令人難以置信。”
“到目前為止,我們只有一點點來自哈勃的近紅外頻譜,以及Spitzer的一些亮度測量。”
天文學家幾乎立即註意到有幾種不同的光曲線形狀。
在任何給定時間,某些波長都會越來越明亮,而另一些波長則變得昏暗或根本不變。
許多不同的因素必須影響亮度變化。
“想像一下,來自波士頓大學的Philip Muirhead博士說,從遙遠的地方看地球。
“如果您要分別查看每種顏色,即使您無法闡明各個特徵,也會看到不同的圖案告訴您有關其表面和氛圍的信息。”
“隨著海洋旋轉的視野,藍色會增加。棕色和綠色的變化會告訴您有關土壤和植被的信息。”
為了找出可能導致SIMP 0136變異性的是什麼,該團隊使用大氣模型來顯示在大氣中的每個光波長起源的位置。
麥卡錫說:“不同的波長提供了有關大氣中不同深度的信息。”
“我們開始意識到,具有最相似的光曲線形狀的波長也探測了相同的深度,這加強了這種想法,即它們必須由相同的機制引起。”
例如,一組波長起源於可能有鐵顆粒製成的斑點雲的大氣中。
第二組來自被認為是由矽酸鹽礦物質微小穀物製成的較高雲。
這兩種光曲線的變化都與雲層的斑塊有關。
第三組波長起源於極高的高度,遠遠高於雲層,並且似乎跟踪溫度。
明亮的熱點可能與以前在無線電波長處檢測到的極光有關,也可能與大氣中更深的熱氣上升。
某些光曲線不能用雲或溫度來解釋,而是顯示出與大氣碳化學相關的變化。
可能會有一氧化碳和二氧化碳在內外旋轉的口袋,或者可以導致大氣變化的化學反應。
Vos博士說:“我們還沒有真正弄清楚難題的化學部分。”
“但是這些結果確實令人興奮,因為它們向我們表明,甲烷和二氧化碳等分子的豐度可能會隨著時間的流逝而變化。”
“如果我們正在研究系外行星,並且只能獲得一個測量,我們需要考慮它可能不能代表整個星球。”
這發現出現在天體物理學期刊。
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艾莉森·麥卡錫(Allison M. McCarthy)等。 2025年。來自孤立的系外行星模擬SIMP 0136+0933的JWST天氣報告:由多種機制驅動的壓力依賴性變異性。apjl981,L22;二:10.3847/2041-8213/ad9eaf