【{$randkws}】JWST探测到附近系外行星大气中的水蒸气、二氧化硫和沙云 - {$web_name} Johan Van Looveren(排版)

艺术家对WASP-107b及其母星的印象。鸣谢:uux.cn/插图:比利时卢卡艺术学院/ Klaas Verpoest(视觉)，Johan Van Looveren(排版)。科学:Achrène Dyrek(法国CEA和巴黎都市大学)、Michiel Min(荷兰SRON)、教育政策最新进展消息岳翎·德辛(比利时鲁汶大学)/欧洲MIRI·EXO GTO小组/欧空局/美国全国航空航天局
（神秘的地球uux.cn）据库·鲁汶：由鲁汶大学天文探究所的探究人员共同领导的一个欧洲天文学家小组，运用詹姆斯·韦伯太空望远镜最近的观测结局，探究了附近系外行星WASP-107b的大气。经由透彻WASP-107b蓬松的大气层，他们不只察觉了水蒸气和二氧化硫，乃至还察觉了硅酸盐沙云。这些粒子存在于动向大气中，朋友圈你值得被坚定选择，每一句都扎心表现出物质的剧烈运动。
全球各地的天文学家正运用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)上的中红外仪器(MIRI)的先进特性，对系外行星开展革新性的观测，系外行星是指围绕除我们太阳以外的恒星管理的行星。这些迷人的全球之一是WASP-107b，这是一颗独特的气态系外行星，围绕一颗比我们的太阳略冷、品质略小的恒星管理。
这颗行星的品质与海王星相似，但它的大小比海王星大得多，差不多接近木星的大小。与我们太阳系中的刚刚汪涵速递气态巨行星相比，这一特性使得WASP-107b显得相当“蓬松”。这颗系外行星的松散性使天文学家能够对其大气层开展大约50倍于像木星这样的太阳系巨行星的探测深度。
欧洲天文学家团队充分运用了这颗系外行星非凡的松散性，使他们能够透彻观察其大气层。这个机遇开启了一扇揭开其大气繁琐化学成分的窗户。
这背后的缘由很简易:通讯或光谱特征在密度较低的大气中比在密度较高的大气中更显著。他们最近的探究现已发表在《自然》杂志上，揭示了水蒸气、二氧化硫(SO2)和硅酸盐云的存在，但值得注意的是，没有温室气体甲烷(CH4)的痕迹。
活跃的预测幕后花絮排行气氛
这些探测为这颗迷人的系外行星的动力学和化学提供了至关重大的见解。先是，甲烷的缺乏暗示着潜在的温馨内部，提供了一个诱人的窥视行星大气中热能运动的机遇。其次，二氧化硫(因燃烧过的火柴的气味而闻名)的察觉是一个重大惊喜。
过去的模型预测它不存在，但WASP-107b大气的新气候模型如今显示WASP-107b的相当蓬松性适应了其大气中二氧化硫的形成。尽管由于其较冷的性质，其宿主恒星发射的高能光子相对较少，但由于其蓬松的性质，这些光子可以透彻到行星的大气层中。这使得形成二氧化硫所需的化学反应能够发生。

JWST上的中红外仪器(MIRI)的低分辨率光谱仪(LRS)捕捉到了温馨的海王星系外行星WASP-107b的透射光谱，揭示了该行星大气中水蒸气、二氧化硫和硅酸盐(沙子)云的证据。鸣谢:uux.cn/Michiel Min /欧洲MIRI EXO GTO团队/欧空局/美国全国航空航天局
但这还不是他们观察到的整体。与无云状况相比，二氧化硫和水蒸气的光谱特征显著减弱。高空云层若干遮挡了大气中的水蒸气和二氧化硫。
尽管已然在其他系外行星上推断出了云，但这标志着天文学家首次能够明确确定这些云的化学成分。在这种状况下，云由小硅酸盐颗粒组成，这是一种人类熟悉的物质，在全球许多地方都可以找到，是沙子的首要成分。
“JWST正彻底改变系外行星的特征，以惊人的速度提供前所未有的见解，”首要作者，鲁汶大学的岳翎·德辛教授说。“JWST的MIRI仪器在这颗蓬松的系外行星上察觉了由沙子、水和二氧化硫组成的云，这是一个核心的里程碑。它重塑了我们对行星形成和演化的理解，为我们自己的太阳系提供了新的线索。”
与水在低温下冻结的地球大气层相反，在温度达到1000摄氏度左右的气态行星中，硅酸盐颗粒可以冻结形成云。但是，在WASP-107b的状况下，外层大气的温度约为500摄氏度，传统模型预测这些硅酸盐云应该在大气更深处形成，那里的温度要高得多。另外，大气中高高的沙云会下雨。那么这些沙云怎么或许存在于高海拔区域并持续存在呢？

一组欧洲天文学家透彻WASP-107b蓬松的大气层，不只察觉了水蒸气和二氧化硫，乃至还察觉了硅酸盐沙云。鸣谢:uux.cn/插图:比利时卢卡艺术学院/ Klaas Verpoest(视觉)，Johan Van Looveren(排版)。科学:Achrène Dyrek(法国CEA和巴黎都市大学)、Michiel Min(荷兰SRON)、岳翎·德辛(比利时鲁汶大学)/欧洲MIRI·EXO GTO小组/欧空局/美国全国航空航天局
依据首要作者Michiel Min博士的说法，“我们在高空大气中目睹这些沙云的事实必然意味着沙雨滴在更深、更热的层中蒸发，由此形成的硅酸盐蒸汽有效地向上移动，在那里它们再次凝结形成硅酸盐云。这与我们地球上的水蒸气和云的循环相当相似，但水滴是由沙子组成的。”
这种经由垂直传输的升华和冷凝的连续循环是WASP-107b大气中沙云持久存在的缘由。
这项开创性的探究不只揭示了WASP-107b的奇异全球，还拓展了我们对系外行星大气的理解。它标志着系外行星探索中的一个重大里程碑，揭示了这些遥远全球中化学物质和气候条件的繁琐相互作用。
“JWST能够对太阳系中没有对应行星的系外行星开展深层大气表征，我们正揭开新的全球，”CEA Paris的首要作者Achrène Dyrek博士说。
MIRI仪器的设计与开发
比利时工程师和科学家在MIRI仪器的设计和开发中发挥了核心作用，含有CSL的列日空间中心、Thales Alenia Space (Charleroi)和OIP传感器操控系统(Oudenaarde)。在鲁汶大学天文学探究所，仪器科学家在模拟英国美国全国航空航天局·戈达德和美国全国航空航天局·约翰逊航天中心评测室空间生态的特别使用箱中广泛评测了MIRI仪器。
“近20年来，我们一直在与欧洲和美国的同仁一起建造和评测MIRI仪器。“很高兴目睹我们的仪器揭示了这颗迷人的系外行星的大气层，”鲁汶大学的仪器专家巴特·范登布舍博士说。
德国马普学会für天文探究所的Jeroen Bouwman博士说:“这项探究综合了JWST观测的几项独立确认的结局，不只代表了多年来在建造MIRI仪器方面投入的岗位，也代表了在为MIRI获得的观测资料校准和确认工具方面投入的岗位。