NASA/ESA/CSA James Webb太空望远镜的新观察支持在快速旋转的,自由浮动的行星质量对象SIMP J013656.5+0933347的大气中,支持三个特定特征(云,热点和变化的碳化学)。
艺术家对SIMP 0136的印象。图片来源:NASA / ESA / CSA / J. Olmsted,STSCI。
(简称SIMP 0136)是一个快速旋转的自由浮动物体,位于距地球仅20光年。
它的质量为13个木星质量,不会绕星绕,可能是。
由于它是孤立的,因此可以直接观察到SIMP 0136,并且不担心宿主恒星引起的光污染或可变性。
它的短期旋转时间仅为2.4小时,因此可以非常有效地进行调查。
波士顿大学博士生艾莉森·麦卡锡(Allison McCarthy)说:“我们已经知道它的亮度会有所不同,并且我们相信有一些斑驳的云层会在进出时旋转并随着时间的流逝而发展。”
“我们还认为可能存在温度变化,化学反应以及影响亮度的极光活动的某些影响,但我们不确定。”
韦伯的NIRSPEC仪器捕获了成千上万个单独的SIMP 0136的单个0.6至5.3-Micron光谱,随着对象完成一个完整的旋转,每1.8秒每1.8秒一次。
紧随其后的是韦伯的美里乐器,它收集了数百个5至14微米光的测量值,每19.2秒一次,一次旋转。
结果是数百条详细的光曲线,每条曲线显示出非常精确的波长(颜色)的亮度变化,因为物体的不同侧面旋转到视图中。
都柏林三一学院的天文学家约翰娜·沃斯(Johanna Vos)博士说:“在几分钟内看到这个物体的全部变化真是令人难以置信。”
“到目前为止,我们只有一点点来自哈勃的近红外频谱,以及Spitzer的一些亮度测量。”
天文学家几乎立即注意到有几种不同的光曲线形状。
在任何给定时间,某些波长都会越来越明亮,而另一些波长则变得昏暗或根本不变。
许多不同的因素必须影响亮度变化。
“想象一下,来自波士顿大学的Philip Muirhead博士说,从遥远的地方看地球。
“如果您要分别查看每种颜色,即使您无法阐明各个特征,也会看到不同的图案告诉您有关其表面和氛围的信息。”
“随着海洋旋转的视野,蓝色会增加。棕色和绿色的变化会告诉您有关土壤和植被的信息。”
为了找出可能导致SIMP 0136变异性的是什么,该团队使用大气模型来显示在大气中的每个光波长起源的位置。
麦卡锡说:“不同的波长提供了有关大气中不同深度的信息。”
“我们开始意识到,具有最相似的光曲线形状的波长也探测了相同的深度,这加强了这种想法,即它们必须由相同的机制引起。”
例如,一组波长起源于可能有铁颗粒制成的斑点云的大气中。
第二组来自被认为是由硅酸盐矿物质微小谷物制成的较高云。
这两种光曲线的变化都与云层的斑块有关。
第三组波长起源于极高的高度,远远高于云层,并且似乎跟踪温度。
明亮的热点可能与以前在无线电波长处检测到的极光有关,也可能与大气中更深的热气上升。
某些光曲线不能用云或温度来解释,而是显示出与大气碳化学相关的变化。
可能会有一氧化碳和二氧化碳在内外旋转的口袋,或者可以导致大气变化的化学反应。
Vos博士说:“我们还没有真正弄清楚难题的化学部分。”
“但是这些结果确实令人兴奋,因为它们向我们表明,甲烷和二氧化碳等分子的丰度可能会随着时间的流逝而变化。”
“如果我们正在研究系外行星,并且只能获得一个测量,我们需要考虑它可能不能代表整个星球。”
这发现出现在天体物理学期刊。
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艾莉森·麦卡锡(Allison M. McCarthy)等。 2025年。来自孤立的系外行星模拟SIMP 0136+0933的JWST天气报告:由多种机制驱动的压力依赖性变异性。apjl981,L22;二:10.3847/2041-8213/ad9eaf