#流量變現來齊家#哈伯太空望遠鏡看到遙遠的熱木星世界上狂野的極端天氣-加熱和潮汐釘選導致在系外行星WASP-121b的大氣中產生強烈的氣旋和強大的風暴。
哈伯太空望遠鏡已經看到旋風在880光年之外的一個熱木星的動態大氣層中肆虐，這要歸功於觀測和電腦建模，這些觀測和建模有朝一日可以套用於表征較小的巖石系外行星天氣。
這顆名為WASP-121b的行星質素大約是我們太陽系木星的1.16倍，並且圍繞其恒星執行的距離僅為388萬公裏（241萬英裏）。這只是地球和太陽之間距離的2.6%。此外，WASP-121b僅在1.27天內就繞其恒星轉一圈。換句話說，它的一年只有1.27個地球日長。
WASP-121b離恒星如此之近，也被潮汐釘選，這意味著它在其軌域上圍繞其軸旋轉，因此它總是顯示出與恒星相同的半球。它的永久性晝側溫度達到2,329攝氏度（4,224華氏度）左右，導致WASP-121b的大氣變得膨脹，將行星的半徑擴大到比我們心愛的木星大75%。在這個令人難以忍受的熱漩渦中，人們懷疑蒸發的鐵，鋇和鈦和釩的氧化物在地球的大氣中，在白天和黑夜之間的天氣鋒面上形成了熔液金屬的陣雨。因此，WASP-121b成為一個極好的觀測目標。
一位藝術家對於軌域靠近它的恒星WASP-121b的印象，熱量引發了強大的旋風。（圖片來源：NASA/ESA/Quentin Chanaeat(ESA/STScl)/Mahdi Zamaai(ESA/Hubble)）
哈伯太空望遠鏡分別在2016年6月和11月以及2018年3月和2019年2月四次觀測到WASP-121系統。每一次，這顆行星在其軌域上都處於不同的位置，包括在其恒星的前面過境和消失在後面。這使得加利福尼亞理工學院的傑克·斯金納（Jack Skinner）領導的一組天文學家能夠確定WASP-121b在不同角度和不同階段（如月球）時的亮度變化。
然後，透過套用電腦建模，斯金納和他的同事可以確定數據可以揭示關於這顆行星的大氣。「我們的系外行星大氣模擬顯示的細節使我們能夠準確地模擬像WASP-121b這樣的超熱行星上的天氣，」斯金納在一份聲明中說。哈伯的觀測表明，WASP-121b的大氣層是動態的，因為永久白天和永久夜晚之間的溫度梯度產生了巨大的風暴和旋風；天氣鋒也沖刷著地球和冷熱空氣區域形成，改變生長和混合。這些天氣特征是準周期的，在地球大約五天的時間尺度上變化。「我們從這些觀測中提取的資訊被用來推斷WASP-121b在不同時間的化學，溫度和大氣雲層。太空望遠鏡科學研究所的昆頓·昌加特在同一聲明中說。「這為我們提供了地球隨時間變化的精美圖片。
不是第一次觀測到系外行星上的天氣。例如，在2009年，天文學家使用斯皮策太空望遠鏡觀察另一個名為HD 80606b的熱木星，它圍繞其恒星執行111天，類似彗星的軌域-相當偏心-看到它靠近它的恒星燈心草。這導致世界升溫，在其大氣層中產生巨大的風暴，然後隨著行星從恒星上移開而逐漸消失。然而，WASP-121b特別代表了在描述系外行星天氣方面又向前邁進了一步。「組裝的數據集代表了單個行星的大量觀測時間，並且是目前唯一一致的此類重復觀測集，」陳說。
新哈勃望遠鏡影像顯示土星環上有神秘輻條，雖然WASP-121b太熱了，不適合居住，而且作為一個氣體巨星，無論如何都不會有固體表面，但斯和陳團隊使用一定技術可以縮小其液態規模，套用於較小的巖石系外行星。
「研究系外行星的天氣對於了解其他世界系外行星大氣的復雜性至關重要，特別是在尋找具有宜居條件的系外行星時，」陳說。透過這樣做，我們不僅可以更好地了解系外行星，而且還可以透過與系外行星的行為進行比較和對比，了解更多關於我們自己太陽系中行星（如木星）上的天氣。
By: Keith Cooper
FY: 何丹懷
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