詹姆斯·韦伯太空望远镜在遥远的星球VHS 1256 b上发现旋转的沙砾状云 _美国

据美国宇航局：用美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜观察的研究人员已经在一颗遥远的行星的大气中精确定位了硅酸盐云的特征。在一天22小时的时间里，大气不断上升、混合和移动，将较热的物质带上来，将较冷的物质推下来。由此产生的亮度变化如此剧烈，以至于它是迄今为止已知的行星质量变化最大的物体。由亚利桑那大学的Brittany Miles领导的团队也利用Webb的数据对水、甲烷和一氧化碳进行了异常清晰的检测，并发现了二氧化碳的证据。这是迄今为止在太阳系外的一颗行星上一次发现的数量最多的分子。
这颗行星被编目为VHS 1256 b，距离我们大约40光年，在10000年的周期内围绕着不是一颗而是两颗恒星运行。“VHS 1256 b距其恒星的距离大约是冥王星距我们太阳距离的四倍，这使它成为韦伯的一个巨大目标，”迈尔斯说。"这意味着这颗行星的光没有和它的恒星发出的光混合在一起."在其大气层的更高层，硅酸盐云正在搅动，温度达到灼热的1500华氏度(830摄氏度) 。

这幅插图概念化了詹姆斯·韦伯太空望远镜在系外行星VHS 1256 b的大气中发现的漩涡云。该行星距离我们大约40光年，围绕两颗恒星旋转，这两颗恒星被锁定在自己的紧密旋转中。它的充满硅酸盐尘埃的云在一天22小时中不断上升、混合和移动。Credits: Illustration: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
在这些云层中，韦伯探测到了较大和较小的硅酸盐尘埃颗粒，它们显示在光谱上。“大气中更细小的硅酸盐颗粒可能更像烟雾中的微小颗粒，”合著者苏格兰爱丁堡大学的贝丝·比勒指出。"较大的颗粒可能更像是非常热、非常小的沙粒."
与质量更大的褐矮星相比，VHS 1256 b的重力较低，这意味着它的硅酸盐云可能会出现并停留在大气中较高的位置，韦伯可以探测到它们。它的天空如此动荡的另一个原因是这个星球的年龄。用天文术语来说，它相当年轻。自它形成以来，仅仅过去了1.5亿年，而它将在数十亿年中继续变化和冷却。
在许多方面，该团队认为这些发现是从研究人员视为数据宝库的光谱中提取的第一批“硬币” 。从很多方面来说，他们才刚刚开始识别它的内容。“我们已经确定了硅酸盐，但要更好地了解哪些颗粒大小和形状与特定类型的云相匹配，还需要做大量的额外工作，”迈尔斯说。“这并不是这个星球上的最终结论——这只是大规模建模工作的开始，以适应韦伯的复杂数据。”
尽管该团队观察到的所有特征都已被其他望远镜在银河系的其他行星上发现，但其他研究团队通常一次只能识别一个特征。加州大学圣克鲁斯分校的合著者安德鲁·斯克默说:“没有其他望远镜能一次为一个目标识别出这么多特征。”“我们在韦伯的单一光谱中看到了许多分子，这些分子详细描述了地球的动态云和天气系统。”

由亚利桑那大学的Brittany Miles领导的研究小组使用了James Webb太空望远镜上的两台光谱仪，一台在近红外光谱仪(NIRSpec)上，另一台在中红外仪器(MIRI)上，以观察行星VHS 1256 b发出的大部分近中红外光。他们在光谱上绘制了光，识别了硅酸盐云，水，甲烷和一氧化碳的特征。他们还发现了二氧化碳的证据。Credits: Image: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI); Science: Brittany Miles (University of Arizona), Sasha Hinkley (University of Exeter), Beth Biller (University of Edinburgh), Andrew Skemer (University of California, Santa Cruz)
该小组通过分析韦伯船上两台仪器收集的光谱数据得出了这些结论，这两台仪器是近红外光谱仪(NIRSpec)和中红外仪器(MIRI) 。由于这颗行星的轨道距离其恒星如此之远，研究人员能够直接观察到它，而不是使用凌日技术或日冕仪来获取这些数据。
随着这个团队和其他人继续筛选韦伯的高分辨率红外数据，在未来的几个月和几年里，将会有更多关于VHS 1256 b的知识。“用很少的望远镜时间就能获得巨大的回报，”比勒补充道。"只需几个小时的观察，我们就有无限的发现潜力。"
几十亿年后这个星球会变成什么样？由于它离恒星如此之远，随着时间的推移，它会变得更冷，它的天空可能会从多云转晴。
研究人员观察了VHS 1256 b ，作为韦伯早期发布科学计划的一部分，该计划旨在帮助转变天文学界表征行星和它们形成的圆盘的能力。
该团队的论文题为“JWST早期释放系外行星系统直接观测科学计划II:行星质量伴星VHS 1256-1257 b的1至20微米光谱” ，将于3月22日发表在《天体物理学杂志快报》上。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系的谜团，探索其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。Webb是由NASA及其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和加拿大航天局领导的一项国际计划。
Media Contacts:
Laura BetzNASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Claire Blome / Christine PulliamSpace Telescope Science Institute, Baltimore, Md.