韦伯太空望远镜揭示木星大气层新特征 - "完全出乎我们的意料"

韦伯太空望远镜揭示木星大气层新特征-"完全出乎我们的意料"木星赤道附近的狭窄喷流，风速为每小时320英里。这张木星图像来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam），以红外光显示了这颗宏伟行星的惊人细节。在这张图片中，亮度表示高度。无数明亮的白色"斑点"和"条纹"很可能是高空对流风暴凝结的云顶。极光在本图中显示为红色，延伸至地球南北两极的高空。相比之下，赤道以北的深色带状区域几乎没有云层覆盖。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、JosephDePasquale（STScI）虽然喷射流不像木星的其他一些特征那样直观或令人惊叹，但它让研究人员对木星大气层各层之间如何相互作用有了令人难以置信的了解，以及韦伯望远镜在未来将如何帮助这些研究。研究人员利用美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）发现了木星赤道上空的高速喷流，位于主要云层之上。在木星云层上方约12-21英里（20-35公里）的2.12微米波长处，研究人员发现了几处风切变，即风速随高度或距离变化的区域，这使他们能够跟踪喷流。这张图片突出显示了木星赤道周围的几个特征，在木星自转一圈（10小时）之间，这些特征非常明显地受到喷流运动的干扰。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、JosephDePasquale（STScI）韦伯太空望远镜发现木星大气层的新特征美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜在木星大气层中发现了一个前所未见的新特征。这股高速喷流宽达3,000多英里（4,800公里），位于木星赤道上空的主云层之上。这一喷流的发现让人们了解到木星著名的动荡大气层各层之间是如何相互作用的，以及韦伯望远镜是如何独一无二地跟踪这些特征的。西班牙毕尔巴鄂巴斯克大学的里卡多-胡索（RicardoHueso）是描述这一发现的论文的第一作者。"我们一直认为木星大气层中的雾气是模糊的，现在看来是清晰的特征，我们可以随着木星的快速旋转进行追踪。"韦伯独特的成像能力研究小组分析了韦伯的近红外相机（NIRCam）在2022年7月拍摄的数据。由加州大学伯克利分校的ImkedePater和巴黎天文台的ThierryFouchet共同领导的"早期发布科学计划"旨在用四种不同的滤光片拍摄木星的图像，每种滤光片都能探测到木星大气层不同高度的微小特征变化，拍摄时间间隔为10小时，即一个木星日。木星的大气层是分层的，这幅插图展示了韦伯望远镜是如何独一无二地从比以前更高的大气层收集信息的。科学家们能够利用韦伯望远镜确定木星大气层不同层的风速，从而分离出高速喷流。对木星的观测是在三个不同的滤光片下进行的，相隔10个小时，也就是一个木星日，每个滤光片都能探测到木星大气层不同高度的细小特征变化。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、AndiJames（STScI）德-帕特指出："尽管各种地面望远镜、美国宇航局的朱诺号和卡西尼号等航天器以及美国宇航局的哈勃太空望远镜已经观测到了木星系统不断变化的天气模式，但韦伯望远镜已经提供了有关木星环、卫星及其大气层的新发现。"对比鲜明的大气层虽然木星在很多方面都与地球不同--木星是一颗气态巨行星，而地球则是一个温带岩石世界--但两颗行星的大气层都是分层的。这些其他任务观测到的红外线、可见光、无线电和紫外线波长探测到了木星大气层的较低层和较深层--巨大的风暴和氨冰云就在那里。另一方面，韦伯望远镜的近红外波段比以前更远，它对大气的高空层很敏感，大约在木星云顶上方15-30英里（25-50公里）处。在近红外成像中，高空云雾通常显得模糊不清，赤道区域的亮度增强。通过韦伯望远镜，在明亮的朦胧波段内可以分辨出更精细的细节。这幅关于木星大气层中闪电、对流塔（雷头）、深水云和空地的插图是根据朱诺号太空船、哈勃太空望远镜和双子座天文台收集的数据绘制的。朱诺探测闪电放电产生的无线电信号。由于无线电波可以穿过木星的所有云层，朱诺号能够探测到云层深处的闪电以及木星日面的闪电。哈勃能探测到木星大气层中云层反射的阳光。不同波长的阳光可以穿透云层的不同深度，从而使研究人员能够确定云顶的相对高度。双子座号绘制了冷云的厚度图，这些冷云阻挡了来自云层下方较暖大气层的热红外光。厚厚的云层在红外地图上看起来很暗，而晴朗的云层则看起来很亮。综合观测结果可绘制三维云层结构图，并推断大气环流的细节。在潮湿空气上升（上升流和活跃对流）的地方会形成厚厚的高耸云层。较干燥的空气下沉（下沉）时，就会形成晴空。图中的云层比地球相对较浅大气层中的类似对流塔高五倍。图示区域的水平跨度是美国大陆的三分之一。资料来源：NASA、ESA、M.H.Wong（加州大学伯克利分校）、A.James和M.W.Carruthers（STScI）新发现的喷流时速约为320英里（515公里），是地球上5级飓风持续风速的两倍。它位于木星下平流层云层上方约25英里（40公里）处（见上图）。通过比较韦伯观测到的高空风和哈勃观测到的深层风，研究小组可以测量出风随高度变化的速度和产生风切变的速度。虽然韦伯望远镜精湛的分辨率和波长覆盖范围使其能够探测到用于跟踪喷流的小型云层特征，但在韦伯望远镜观测一天后，哈勃望远镜进行的补充观测对于确定木星赤道大气层的基本状态以及观测木星赤道上与喷流无关的对流风暴的发展情况也至关重要。加州大学伯克利分校的迈克尔-王（MichaelWong）补充说："我们知道韦伯和哈勃的不同波长将揭示风暴云的三维结构，但我们也能够利用数据的时间性来观察风暴发展的速度，"他领导了相关的哈勃观测。未来的观测和影响研究人员期待用韦伯望远镜对木星进行更多的观测，以确定喷流的速度和高度是否会随着时间的推移而发生变化。研究小组成员、英国莱斯特大学的利-弗莱彻（LeighFletcher）解释说："木星赤道平流层的风和温度模式复杂，但可重复。如果这种新喷流的强度与平流层的振荡模式有关，我们可能会预计喷流在未来2到4年内会有很大变化--在未来几年检验这一理论将非常令人兴奋。"弗莱彻继续说："让我感到惊奇的是，在众多天文台对木星的云层和风进行了多年跟踪之后，我们仍然有更多关于木星的知识需要了解，而像这种喷流这样的特征在2022年拍摄这些新的NIRCam图像之前一直都是隐藏的。"研究人员的研究成果最近发表在《自然-天文学》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391227.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391227.htm

NASA火星轨道飞行器捕捉到红色星球大气层的最新景象

NASA火星轨道飞行器捕捉到红色星球大气层的最新景象奥德赛号最近拍摄到了前所未见的红色星球大气层图像，为科学家和公众提供了火星弯曲地平线的惊人新景象。航天器从大约400公里的高度拍摄了这些照片，这与国际空间站（ISS）围绕我们"苍白蓝点"（地球的绰号）运行的高度相同。美国国家航空航天局的科学家们使用了奥德赛号上的红外相机，即热辐射成像系统（THEMIS）。该相机对温度的敏感度使NASA能够绘制冰、岩石、沙子和尘埃的形成以及温度变化图，但通常仅限于地表观测。THEMIS安装在轨道器上的一个固定位置，因此它通常直指火星表面。为了获得火星大气层的新视角，JPL的NASA工程师们与洛克希德-马丁航天公司（奥德赛的建造公司）合作，为航天器制定了一个新计划。NASA解释说，THEMIS无法转动，因此整个轨道器需要调整位置。航天器被旋转了近90度，以确保太阳仍能为其太阳能电池板提供能量，而不会损坏其他敏感设备。由于计划中的旋转，轨道器的天线短暂地偏离了地球，导致在观测阶段通信中断了几个小时。奥德赛号拍摄的全景图像显示了火星弯曲的表面，构成火星稀薄大气层的朦胧云层和尘埃向各个方向延伸。这一新景象不仅令太空爱好者叹为观止，还将帮助美国宇航局的科学家们获得对火星大气层的新认识。在"奥德赛"号偏离与火星表面相关的惯常位置的同时，美国宇航局还拍摄了火卫一的新图像。这颗直径只有26千米的微小火星卫星是在不同的角度和光照条件下拍摄的，可以提供有关其成分和物理特性的新数据。这些数据可能有助于最终解决关于火卫一起源的争论，因为该卫星要么是被火星引力捕获，要么是在一次巨大的行星撞击后从火星表面弹出。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401295.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401295.htm

土卫六的甲烷之谜：揭开土星最大卫星大气层的秘密

土卫六的甲烷之谜：揭开土星最大卫星大气层的秘密在土卫六大气层的上层（这里用蓝光表示），甲烷分子被阳光分解，重新组合成乙烷和乙炔分子。再往下，橙色的迷雾完全掩盖了地表。资料来源：NASA/JPL/空间科学研究所由里斯本大学（CiênciasULisboa）天体物理学和空间科学研究所的拉斐尔-席尔瓦（RafaelSilva）和科学学院的硕士领导的一个国际研究小组分析了土卫六大气层反射的太阳光，首次确定了甲烷分子（CH4）在电磁波谱可见光波段中的近百个特征，这些特征对于在其他大气层中发现甲烷分子至关重要。土星最大卫星的大气层将其表面隐藏在一层厚厚的、不透明的雾层之下。它们由有机分子和碳氢化合物组成，"体积很大，形成颗粒，就像地球上一些城市的大气污染一样，沉积在地表，"拉斐尔-席尔瓦补充说：拉斐尔-席尔瓦补充说："那里可能会有更有趣的化学反应"。图片来源：NASA/JPL-加州理工学院/空间科学研究所此外，研究小组还发现了可能存在三碳分子（C3）的证据，这种分子可能参与了产生土卫六复杂分子的一连串化学反应--如果得到证实，这将是首次在行星体上发现三碳分子。拉斐尔-席尔瓦说："土卫六的大气层就像一个行星大小的化学反应器，产生许多复杂的碳基分子，在我们所知的太阳系所有大气层中，土卫六的大气层与我们认为存在于早期地球上的大气层最为相似。"甲烷的作用和光谱分析甲烷在地球上是一种气体，它提供有关地质过程的信息，也可能提供有关生物过程的信息。这种分子在地球或土卫六的大气中存活时间不长，因为它很快就会被太阳辐射不可逆转地破坏。因此，在土卫六上，甲烷必须通过地质过程得到补充，如地下气体的释放。这项工作带来了有关甲烷化学本身的新信息。在以前与甲烷吸收有关但从未单独划分的线段中，发现了甲烷在可见光波长（橙色、黄色和绿色）下的97条新吸收谱线。我们第一次知道了每条吸收线的波长和强度。艺术家构想的土卫六表面。这颗土星的卫星是太阳系中最像地球的世界之一，尽管那里的温度高达零下179摄氏度。它是太阳系中唯一有湖泊的地方，但这些湖泊是碳氢化合物湖。这些分子只由碳和氢组成，就像地球上的水一样，参与甲烷循环、降雨、形成河流和蒸发。资料来源：NASA/JPL-Caltech"即使在高分辨率光谱中，甲烷的吸收线也不够强，因为我们在地球上的实验室里没有足够多的气体。但在土卫六上，我们有整个大气层，光线穿过大气层的路径可能长达数百公里。"拉斐尔-席尔瓦说："这使得在地球实验室中信号微弱的不同波段和吸收线在土卫六上非常明显。"了解甲烷分子的所有特征并将其编目也将有助于识别新的分子，特别是在化学性质如此复杂的大气中，由于分子特征的密度，即使使用高分辨率仪器，分析光谱也是一项挑战。就这样，研究小组在海拔600千米的高空发现了可能存在三碳分子（C3）的迹象。在太阳系中，这种表现为蓝色发射的分子迄今为止只存在于彗核周围的物质中。研究小组在土卫六上发现的与三碳有关的吸收线很少，强度也很低，尽管这些吸收线是这类分子所特有的。拉斐尔-席尔瓦说："我们对参与土卫六大气层化学复杂性的不同分子了解得越多，就越能更好地理解可能允许地球生命起源或与之相关的化学进化类型，地球上生命起源的一些有机物被认为是在其大气层中产生的，其过程与我们在土卫六上观测到的过程较为相似。"目前，土星的这颗卫星是太阳系中一个独特的世界，是准备未来观测行星系外行星（即所谓的系外行星）大气层的试验场。在这些行星中，可能有像土卫六这样小而冷的天体。这篇现已发表的文章的第二作者佩德罗-马查多（PedroMachado）评论说："在类似这种具有挑战性的分析中获得的经验，将有益于詹姆斯-韦伯太空望远镜或欧洲航天局（ESA）未来的阿里尔太空任务的红外观测。"这项工作所使用的数据来自2018年6月使用UVES高分辨率可见光和紫外线摄谱仪进行的观测，该摄谱仪安装在位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）上。还使用了2005年用同一仪器收集的存档数据。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423529.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423529.htm

石英雨：硅雪包裹着热木星系外行星的炽热大气层

石英雨：硅雪包裹着热木星系外行星的炽热大气层这幅艺术家的概念图展示了系外行星WASP-17b的模样。WASP-17b，又称Ditsö̀，是一颗炙热的气体巨行星，它绕恒星运行的距离仅为0.051AU（约475万英里，相当于水星与太阳之间距离的八分之一），大约在3.7个地球日内完成一个完整的环绕。该系统位于银河系内距离地球约1300光年的天蝎座。WASP-17b的体积是木星的七倍多，质量却不到木星的二分之一，是一颗非常膨大的行星。它的轨道周期短、体积大、大气层厚且延展，非常适合使用透射光谱法进行观测，即测量行星大气层对透过它的星光的影响。资料来源：NASA、ESA、CSA、拉尔夫-克劳福德（STScI）英国布里斯托尔大学研究员、今天（10月16日）发表在《天体物理学期刊通讯》上的论文的第一作者大卫-格兰特（DavidGrant）说："我们非常激动！我们从哈勃观测中知道，WASP-17b的大气层中一定存在气溶胶--构成云层或雾霾的微小颗粒，但我们没想到它们是由石英构成的。"2023年3月12-13日，MIRI（韦伯中红外仪器）拍摄到的系外行星WASP-17b的透射光谱首次揭示了系外行星云层中存在石英（结晶二氧化硅，SiO2）的证据。该光谱是通过测量该行星穿越其恒星时28个波段的中红外光的亮度变化而得到的。韦伯使用MIRI的低分辨率光谱仪对WASP-17系统进行了近10个小时的观测，在凌日之前、期间和之后收集了超过1275次测量数据。对于每个波长，通过从恒星最初发出的光量中减去穿过大气层的光量，计算出被行星大气层阻挡的光量（白色圆圈）。紫色实线是韦伯（MIRI）、哈勃和斯皮策数据的最佳拟合模型。(哈勃和斯皮策的数据涵盖了0.34到4.5微米的波长，没有在图中显示）。光谱显示在8.6微米附近有一个明显的特征，天文学家认为这是二氧化硅颗粒吸收了部分穿过大气层的星光造成的。黄色虚线显示的是如果WASP-17b大气层中的云层不含有二氧化硅，透射光谱的这一部分会是什么样子。这是首次在系外行星中发现二氧化硅，也是首次在凌日系外行星中发现任何特定的云层种类。资料来源：NASA、ESA、CSA、RalfCrawford（STScI）、DavidGrant（布里斯托尔大学）、HannahR.Wakeford（布里斯托尔大学）、NikoleLewis（康奈尔大学）硅酸盐（富含硅和氧的矿物）是地球和月球以及太阳系中其他岩石天体的主要成分，在整个银河系中也极为常见。但之前在系外行星和褐矮星大气中探测到的硅酸盐颗粒似乎是由橄榄石和辉石等富含镁的硅酸盐组成的，而不仅仅是石英--纯粹的二氧化硅。该研究小组的成员还包括来自美国宇航局艾姆斯研究中心和美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究人员，他们的研究成果为我们了解系外行星云的形成和演化过程提供了新的思路。同样来自布里斯托尔大学的合著者汉娜-韦克福德（HannahWakeford）说："我们完全有望看到硅酸镁。但我们看到的很可能是这些物质的组成部分，是形成我们在较冷系外行星和褐矮星中探测到的较大硅酸盐颗粒所需的微小'种子'颗粒。"探测微妙变化WASP-17b的体积是木星的七倍多，质量不到木星的二分之一，是目前已知的最大、最膨松的系外行星之一。这一点再加上它只有3.7个地球日的短轨道周期，使这颗行星成为透射光谱学的理想选择：透射光谱学是一种测量行星大气层对星光的过滤和散射效应的技术。韦伯对WASP-17系统进行了近10个小时的观测，在这颗行星划过恒星时收集了超过1275次5至12微米中红外光的亮度测量数据。通过将行星在恒星前方时到达望远镜的各个波长的光亮度与恒星本身的光亮度相减，研究小组能够计算出每个波长被行星大气层阻挡的光量，结果发现在8.6微米处出现了一个意想不到的"凸起"，如果云层是由硅酸镁或其他可能的高温气溶胶（如氧化铝）构成的，那么这一特征是意想不到的，但如果云层是由石英构成的，那么这一特征就完全合理了。晶体、云和风虽然这些晶体在形状上可能与地球上的晶洞和宝石商店中发现的尖尖的六角棱柱相似，但每个晶体的直径只有大约10纳米，也就是一厘米的百万分之一。"哈勃数据实际上在确定这些颗粒的大小方面发挥了关键作用，"合著者之一、康奈尔大学的尼科尔-刘易斯解释说，他领导的韦伯保证时间观测（GTO）计划旨在帮助建立热木星大气层的三维视图。我们仅从韦伯的近红外成像数据中就知道存在二氧化硅，但我们需要哈勃的可见光和近红外观测数据作为背景，以弄清晶体有多大。"与地球云层中发现的矿物颗粒不同，WASP-17b云层中探测到的石英晶体并不是从岩石表面被卷起的。相反，它们源自大气层本身。格兰特解释说："WASP-17b温度极高--约2700华氏度（1500摄氏度）--在大气高处形成石英晶体的压力只有我们在地球表面所经历的压力的千分之一。在这种条件下，固态晶体可以直接从气体中形成，而无需先经过液态阶段。"了解云层是由什么构成的，对于了解整个行星至关重要。像WASP-17b这样的热木星主要由氢和氦组成，还有少量其他气体，如水蒸气（H2O）和二氧化碳（CO2）。韦克福德解释说："如果我们只考虑这些气体中的氧，而忽略了石英（SiO2）等矿物中锁住的所有氧，我们就会大大低估总丰度。这些美丽的二氧化硅晶体告诉我们不同物质的存量，以及它们如何共同塑造了这个星球的环境。"究竟有多少石英，以及云层的弥漫程度如何都很难确定。格兰特说："云层很可能出现在昼夜交替的地方（终结者），也就是我们的观测所探查的区域。鉴于这颗行星被潮汐锁定，白天很热，夜晚较冷，云层很可能在行星周围循环，但当它们到达较热的白天一侧时就会蒸发。风可能会以每小时数千英里的速度将这些微小的玻璃状颗粒带走"。WASP-17b是JWST望远镜科学家小组利用多仪器光谱对系外行星大气进行深度勘测（DREAMS）调查的三颗目标行星之一，该调查旨在收集系外行星每个关键类别中一颗代表行星的综合观测数据：热木星、暖海王星和温带岩石行星。对热木星WASP-17b的近红外成像观测是GTO1353计划的一部分。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390433.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1390433.htm

外星大气层系外行星WASP-76b上探测到的"彩虹"会降下熔铁

外星大气层系外行星WASP-76b上探测到的"彩虹"会降下熔铁每种光彩都是独一无二的，这取决于行星大气层的成分和照亮它的恒星发出的光的颜色。WASP-76（WASP-76b的"太阳"）是一颗黄白色的主序星，就像我们的太阳一样，但不同的恒星会产生不同颜色和图案的光辉。图片来源：欧空局，由ATG根据欧空局合同完成。CCBY-SA3.0IGO,已编辑如果系外行星所围绕的"太阳"--恒星发出的光被由完全均匀物质组成的云层反射，就会出现类似彩虹的发光现象。如果这一假设得到证实，这将是在太阳系外首次发现这种现象。这项工作是与欧洲航天局（ESA）和伯尔尼大学（UNIBE）合作完成的，发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）上。WASP-76b是一颗超热巨行星。它绕其主恒星运行的距离比水星绕太阳运行的距离近12倍，接收到的辐射是地球上太阳辐射的4000多倍。"系外行星被恒星的强烈辐射'膨胀'了。因此，虽然它的质量比我们的表兄弟木星小10%，但它的体积却几乎是木星的两倍，"这项研究的共同作者、联合国大学理学院天文学系助理教授莫妮卡-伦德尔（MonikaLendl）解释说。在地球上形成岩石的元素熔化并蒸发，形成铁云，滴下熔融的铁雨。自2013年被发现以来，WASP-76b一直是天文学家密切关注的对象。一幅奇异的地狱图景已经出现。这颗行星的一侧始终面向恒星，温度高达2400摄氏度。在地球上会形成岩石的元素在这里熔化并蒸发，然后在温度稍低的夜间一侧凝结成铁云，滴下熔融的铁雨。最令天文学家不安的观测结果之一是行星两个终结点之间的不对称。终点线是将行星的白天和黑夜分隔开来的假想线。就WASP-76b而言，观测结果显示，与西侧的终结点相比，来自行星东侧终结点的光量有所增加。为了解开这个谜团，天文学家利用CHEOPS太空望远镜进行了不少于23次观测，历时三年。欧空局的这颗卫星由瑞士驾驶，其科学运营中心设在联合国大学天文学系，它观测到了这颗行星的多次二次食（当它从恒星后面经过时）和几条相位曲线（在这颗行星转一圈的过程中进行连续观测）。艺术家对CHEOPS的印象。图片来源：©ESA/ATGmedialab将这些新数据与其他望远镜（TESS、哈勃和斯皮策）的数据相结合，天文学家们提出了一个令人惊讶的假设，来解释这颗行星东侧多余的光通量："这种意想不到的发光可能是由一种强烈的、局部的和各向异性的反射引起的--即一种取决于方向的反射--我们称之为光辉。"葡萄牙西班牙天文科学研究所（InstitutodeAstrofísicaeCiênciasdoEspaço）的研究员、本研究的第一作者奥利维尔-德曼吉恩（OlivierDemangeon）解释说："这种意想不到的光辉可能是由一种强烈的、局部的、各向异性的反射造成的，即一种取决于方向的反射。"光辉是地球上常见的现象。在金星上也观测到过这种现象。当光线被由完全均匀的水滴组成的云层反射时，就会产生类似彩虹的效果。在地球上，水滴是由水构成的，但在WASP-76b上，这些水滴的性质仍然是个谜。有可能是铁，因为在这颗行星极热的大气层中已经检测到了铁。在WASP-76b上探测到这种现象，在太阳系外尚属首次。在如此遥远的距离上找出其他同样重要的现象。"之所以在太阳系外从未观测到过这种光辉，是因为这种现象需要非常特殊的条件。首先，大气颗粒必须是几乎完美的球形，完全均匀，并且足够稳定，以便长时间观测。这些液滴必须被行星的主星直接照亮，而且观测者--在这种情况下，CHEOPS--必须处于正确的位置，"OlivierDemangeon解释说。不过，还需要更多的数据来证实，WASP-76b东侧终结者上这一令人好奇的过量光是一种光辉。这种确认将证明存在由完美的球形液滴组成的云层，这些液滴至少已经存在了三年，或者正在不断地自我更新。要使这样的云层持续存在，大气层的温度也必须长期保持稳定--这是对WASP-76b上可能发生的事情的一个引人入胜的详细了解。在如此遥远的距离上探测到如此微小的现象，将使科学家和工程师们能够发现其他同样重要的现象。例如，液态湖泊和海洋对星光的反射--这是宜居性的一个必要条件。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427176.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427176.htm

木星大气层的惊人发现：韦伯望远镜揭示了3000英里宽的强烈喷流

木星大气层的惊人发现：韦伯望远镜揭示了3000英里宽的强烈喷流美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜（背景）对木星进行的近红外观测发现，在赤道上方的一个狭窄区域，出现了以前未曾发现的类似于地球喷流的高空风（红色箭头）。根据NASA哈勃太空望远镜的测量，这些风的流动速度几乎是20英里以下可见云层（蓝色箭头）风速的两倍。资料来源：M.H.Wong，加州大学伯克利分校；R.Hueso，巴斯克大学；NASA；ESA；CSA；STScI；I.dePater，加州大学伯克利分校；T.Fouchet，巴黎天文台；L.Fletcher，莱斯特大学。美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜在木星大气层中发现了一股快速移动的喷流，其速度是其下方可见云层的两倍，所产生的风切变远远超过了地球上看到的任何东西。这股高速喷流以每小时320英里（约合515公里）的速度飞行，宽度超过3000英里（约合4800公里），位于木星赤道上空，比光学照片上熟悉的主云层高出15到30英里（约合25到50公里）。这张木星图片来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的NIRCam（近红外相机），以红外光显示了这颗宏伟行星的惊人细节。在这张图片中，亮度表示高度。无数明亮的白色"斑点"和"条纹"很可能是高空对流风暴凝结的云顶。极光在本图中显示为红色，延伸至地球南北两极的高空。相比之下，赤道以北的暗色带状区域几乎没有云层覆盖。在韦伯2022年7月拍摄的木星图像中，研究人员最近发现了一条狭窄的喷射流，时速320英里（515公里），位于木星赤道上方的主要云层之上。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、JosephDePasquale（STScI）与哈勃观测数据的比较根据NASA哈勃太空望远镜的观测结果，可见云层中的风速约为180英里/小时（250公里/小时）。最近发表在《自然-天文学》（NatureAstronomy）杂志上的一篇描述这一发现的论文的主要作者里卡多-胡索（RicardoHueso）说，这意味着在这些可见云层之上每增加一公里，风速就会增加7到10公里/小时。西班牙毕尔巴鄂巴斯克大学的胡索说："这完全出乎我们的意料。在木星大气层中，我们一直看到的是模糊的朦胧，而现在我们看到的是清晰的特征，我们可以追踪到木星的快速旋转，其移动速度远远超过在木星赤道云层中发现的典型速度。"研究人员利用美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）发现了木星赤道上空的高速喷流，位于主云层之上。在木星云层上方约12-21英里（20-35公里）高空的2.12微米波长处，研究人员发现了几处风切变，即风速随高度或距离变化的区域，这使他们能够追踪喷流。这张图片突出显示了木星赤道周围的几个特征，在木星自转一圈（10小时）之间，这些特征非常明显地受到喷流运动的干扰。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、JosephDePasquale（STScI）这一喷射流的发现让人们深入了解了木星著名的湍流大气层各层之间是如何相互作用的，以及韦伯望远镜（Webb）是如何独一无二地跟踪这些特征的。韦伯望远镜的先进成像技术木星的新图像是由韦伯望远镜的近红外相机（NIRCam）于2022年7月拍摄的，是早期释放科学（ERS）计划的一部分。对木星系统的ERS观测由加州大学伯克利分校天文学名誉教授ImkedePater和巴黎天文台的ThierryFouchet共同领导。根据可见光波长（白色轮廓）和研究中使用的不同滤光片（彩色线条）的观测结果重建的木星大气中的带状风的整体结构。背景图片是JWST对上层朦胧敏感的图像的颜色组合。右图是赤道区域上方中央狭窄喷流的特写。图片来源：NASA/ESA/CSA和木星早期发布科学团队dePater说："尽管各种地面望远镜、NASA的朱诺号和卡西尼号等航天器以及NASA的哈勃太空望远镜已经观测到了木星系统不断变化的天气模式，但韦伯望远镜已经提供了关于木星环、卫星及其大气层的新发现。"NIRCam用四种不同的滤光片获得了相隔10个小时（一个木星日）的木星图像，每种滤光片都能探测到木星大气层不同高度的微小特征变化。风速是通过跟踪云层等小特征的运动计算出来的，云层很可能是氨冰与木星大气中典型的光化学烟雾颗粒混合在一起。"我们知道韦伯和哈勃的不同波长将揭示风暴云的三维结构，但我们也能够利用数据的时间性来观察风暴发展的速度，"加州大学伯克利分校的合著者、木星系统ERS计划的共同研究员迈克尔-王（MichaelWong）说。木星的大气层是分层的，这幅插图展示了韦伯望远镜是如何独一无二地从比以前更高的高度层收集信息的。科学家们能够利用韦伯望远镜确定木星大气层不同层的风速，从而分离出高速喷流。对木星的观测是在三个不同的滤光片中进行的，相隔10个小时，即一个木星日，每个滤光片都能探测到木星大气层不同高度的微小特征变化。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、AndiJames（STScI）洞察平流层现象高速喷射流可能是几十年来在木星、土星和地球上观测到的一种复杂现象的深层对应物：在这些行星大气层的高空平流层出现的有规律的温度和风的振荡。在木星上，这些赤道热振荡位于可见云层上方30至150公里处，周期为4至6年。研究小组成员、英国莱斯特大学的利-弗莱彻（LeighFletcher）说："木星的赤道平流层有一种复杂但可重复的风和温度模式，高出在这些波长下测量到的云层和雾霾中的风。如果这种新喷流的强度与平流层的振荡模式有关，我们可能会预计喷流在未来两到四年内会有很大变化。在未来几年里检验这一理论将是非常令人兴奋的。"韦伯望远镜和哈勃太空望远镜测量到的风速细节（单位：米/秒）。图片来源：M.H.Wong，加州大学伯克利分校；R.Hueso，巴斯克大学；NASA；ESA；CSA；STScI；I.dePater，加州大学伯克利分校；T.Fouchet，巴黎天文台；L.Fletcher，莱斯特大学了解木星的带状喷流Hueso指出，喷流是木星和土星大气层的主要特征之一。这些喷流与纬度完全一致，因此被称为带状喷流。这些带状排列是行星快速自转的结果（木星和土星的自转周期都约为10小时），这导致了科里奥利力和纬度压力梯度之间的平衡。在木星和土星上，喷流在时间上大多是稳定的，在数年或数十年的时间里只观察到云层的微小变化。Wong说："对我来说，令人兴奋的是，在JWST之前，没有人想到会有这种狭窄的高速喷流。我们知道土星上有这样一个狭窄的喷流，因此在木星上发现类似的特征可以对这两颗巨行星进行新的比较研究，即使木星喷流的形成机制有所不同。"长期以来，包括dePater和Wong在内的天文学家利用地面和天基望远镜对木星进行了微波、红外、可见光和紫外线波长的观测，以研究木星大气层的低层和深层，那里存在着巨大的风暴和氨冰云。韦伯望远镜的近红外波段比以前更远，对木星云顶上方约15到30英里（25到50公里）的高空大气层非常敏感。因此，虽然在早期的近红外图像中，这些高空雾霾通常看起来很模糊，但随着赤道区域亮度的增强，韦伯望远镜可以分辨出明亮雾霾带中更精细的细节。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402061.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402061.htm