天文學家在異星行星上發現兇猛急流風
Astronomers detect ferocious jet-stream winds on alien planet
By Will Dunham
January 22, 2025 3:57 AM GMT+8
華盛頓1月21日（路透社）——在地球的上層大氣中，一帶快速移動的風帶稱為噴射流，其風速超過每小時275英里（442公里），但它們並不是我們太陽系中最強勁的。海王星上的類似高空風可達每小時約1,200英里（2,000公里）。然而，這些與一顆名為WASP-127b的行星上的噴射流相比，只是微風。
天文學家在這顆位於我們銀河系內、距離地球大約520光年的大型氣體巨行星上，發現了時速約20,500英里（33,000公里）的狂風。一光年是光一年能行進的距離，即5.9萬億英里（9.5萬億公里）。
環繞WASP-127b赤道旋轉的超音速噴射流是目前已知行星上最快的這種類型風。
“這顆行星上發現了一種極其快速的環繞行星噴射風。風的速度令人驚訝地高。”德國哥廷根大學的天文物理學家麗莎·諾特曼說，她是發表於《天文與天體物理》期刊上的研究的主要作者。
超過5,800顆位於我們太陽系之外的行星——稱為外星行星——已被發現。WASP-127b是一種被稱為「熱木星」的類型，這是一種非常靠近主恆星運行的氣體巨行星。WASP-127b的直徑比我們太陽系中最大的行星木星大約30%，但其質量僅約為木星的16%，使其成為已知密度最低、最膨脹的行星之一。
“WASP-127b是一顆氣體巨行星，這意味著在其大氣層之下沒有岩石或固態表面。相反，在觀察到的大氣層下方是隨著深入行星而變得更加密集和受壓的氣體。”德國慕尼黑路德維希馬克西米利安大學的天文物理學家兼研究合作者大衛·康特說。
它每四天左右繞其恆星運行一次，距離僅約為地球與太陽之間距離的5%，使其受到恒星輻射的炙烤。就像我們的月球對地球一樣，WASP-127b的一側永遠朝向其恆星——白天面。另一側則總是背離恆星——夜晚面。其大氣溫度約為華氏2,060度（開爾文1,400度/攝氏1,127度），極地區域比其他地方較涼。
與木星一樣，WASP-127b主要由氫和氦組成，但其大氣中也含有複雜分子如一氧化碳和水的痕跡，這些在此次研究中被識別出來。
熱木星的白天面受到高度輻射，這被認為是大氣動力學的主要驅動因素。
“回答什麼驅動這些強烈風暴的問題非常具有挑戰性，因為多個因素影響外星行星大氣中的風型。”康特說。
“這些風的主要能量來源是主恆星的強烈輻射，”康特補充道，“但其他因素也在塑造風型中發揮了重要作用。”
在另外兩顆外星行星上也檢測到了較高的大氣風速，從其白天面到夜晚面的風中發現了這些高風速，但在環繞整個行星的風中尚未發現。
研究人員使用歐洲南方天文台位於智利的超大型望遠鏡上的CRIRES+儀器追蹤了該行星大氣中分子的速度。他們通過“凌日”方法進行觀測，即當行星從地球觀測者的視角前經過其主恆星時，觀察恒星光亮度的變化。
隨著儀器、觀測技術和數據分析的改進，研究人員能夠更好地理解外星行星的大氣層。
“我們正在超越推測平均特性，如全球平均溫度或化學成分豐度，轉而探索這些大氣層的三維特徵——例如研究不同經緯度上的風、溫度變化和化學過程。這些結果展示了還有多少待發現的事物，以及每項新觀察如何讓這個快速發展的領域感到驚喜。”康特說。
報導：威爾·鄧漢姆 編輯：羅莎芭·奧布萊恩