

如果你曾在刮风的日子去过海滩,你很可能经历过沙粒拍打脸部的烦人感觉。与科学家们现在发现的系外行星 VHS 1256 b 大气层中正在发生的情况相比,那种不愉快的经历简直不值一提。
一支研究团队利用 詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 发现,这颗行星的云层 由硅酸盐颗粒组成,颗粒大小从微小的斑点到小颗粒不等。云层中的硅酸盐几乎以持续的云层状态旋转。硅酸盐 在我们的太阳系中很常见,构成地球地壳和上地幔约 95%。
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在 VHS 1256 b 22 小时的昼夜周期中,大气层在不断上升、混合和移动。这种运动会将更热的物质带上来,并将更冷的物质推下去,就像 地球上的热空气上升和冷空气下沉一样。这种空气流动产生的亮度如此之大,以至于研究团队称其为迄今为止已知变化最大的行星质量天体。
这些发现于 3 月 22 日 发表在《天体物理学杂志快报》上。该团队还利用 JWST 的数据非常清晰地探测到了氧化碳、甲烷和水,甚至还有二氧化碳存在的证据。据 NASA 称,这是迄今为止在一个太阳系外的行星上一次性识别出的分子数量最多的一次。
VHS 1256 b 距离地球约 40 光年,以约 10,000 年的周期围绕两颗恒星运行。亚利桑那大学天文学家、该研究的合著者 Brittany Miles 在一份声明中说:“VHS 1256 b 距离其恒星的距离比冥王星距离太阳的距离要远四倍,这使其成为韦伯望远镜的绝佳目标。”“这意味着行星的光不会与来自其恒星的光混合。”
在其大气层较高处,硅酸盐云层每天都在翻腾,温度可达约 1500 华氏度。JWST 在这些云层中检测到了较大和较小的硅酸盐尘埃颗粒,这些颗粒 已在光谱中显示。

爱丁堡大学天文学家、合著者 Beth Biller 在一份声明中说:“其大气层中更细的硅酸盐颗粒可能更像烟尘中的微小颗粒。”“较大的颗粒可能更像非常热、非常小的沙粒。”
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与质量更大的 褐矮星 相比,VHS 1256 b 的重力较低,因此其硅酸盐云层可以出现在其大气层较高处并保持在那里,从而被 JWST 探测到。就行星而言,它还相当年轻,只有 1.5 亿年的历史。就像大多数年轻的人类一样,它在成长过程中也经历着一些动荡时期。
研究团队表示,这些发现类似于他们才刚开始翻找的数据宝箱中挖出的第一批“硬币”。Miles 说:“我们已经识别出了硅酸盐,但要更好地理解哪种颗粒大小和形状对应于特定类型的云层,还需要大量额外的工作。”“这并不是关于这颗行星的最终定论——而是大规模建模工作的开始,以匹配韦伯望远镜的复杂数据。”
研究团队表示,虽然这些特征在银河系的其他行星上曾被其他望远镜发现过,但通常一次只识别出一种。他们使用 JWST 的 近红外光谱仪 (NIRSpec) 和 中红外仪器 (MIRI) 收集了数据,并表示随着科学家们梳理数据,将会有更多关于 VHS 1256 b 的信息。