烧灼、拉伸并浸泡在液态铁中：詹姆斯·韦伯揭示了系外行星WASP-121b的震撼秘密
NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示了地狱般系外行星WASP-121b的令人震惊的化学反应和暴力起源。
- 距离地球：900光年
- 白天气温：超过3,000°C (5,400°F)
- 轨道周期：仅30小时
- 关键发现：首次在行星大气中检测到一氧化硅
宇宙刚刚加温。NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）揭开了WASP-121b的宇宙面纱，这是一颗极端的行星，打破了我们对外星世界行为的预期。
WASP-121b围绕一颗比我们太阳更热更明亮的太阳运行，生活在边缘——从字面上看。由于靠近恒星得太近，白天的温度超过3,000°C，这颗“超热木星”变形成为拉伸的足球形状。天文学家最近发现，这里甚至可能下熔融铁的雨。
在一次戏剧性的科学飞跃中，JWST嗅出了化学线索，揭示了这一行星不合群的形成过程，以及它为何正在重写行星形成和生存的规则。
问：是什么让WASP-121b成为宇宙中最疯狂的行星之一？
WASP-121b不仅仅是热——它是极端的。该行星每30小时绕其恒星旋转一次，一侧永远面向阳光，而另一侧则在无尽的黑夜中沉沦。无情的白天让它的表面足以蒸发金属，而夜晚的温度“仅”下降至1,500°C。在WASP-121b上，天气预报很简单：预计会有熔融铁的雨和压倒性的潮汐力量。
但真正令人震惊的是，行星的化学反应描绘出灾难和变迁的图景。JWST的近红外光谱仪（NIRSpec）捕捉到了水蒸气、一氧化碳、甲烷的特征信号，并且——这是任何地方首次——在行星大气中检测到了硅单氧气体。
问：这些分子揭示了它的过去什么？
研究人员相信WASP-121b并不总是生活在如此危险的环境中。证据表明它的起源于一个更冷、距离更远的区域——可比于我们太阳系中木星和土星之外的冰冷领域。那时，它可能在成长的过程中收集了水、甲烷和岩石矿物。
但一场宇宙中的引力拉锯战将WASP-121b甩向了它的恒星。在迁移过程中，它失去了某些构建块的获取，特别是富氧冰，但仍然在不停地吞噬含碳气体。这一旅程锁定了独特的化学指纹，天上漂浮着的碳比氧更多。
天文学家是如何弄清这一切的？
通过观察这个行星熔炉，由托马斯·埃文斯-索玛（澳大利亚纽卡斯尔大学）和西里尔·加普（德国马克斯·普朗克天文学研究所）领导的两个国际研究团队利用JWST前所未有的敏感性。他们的3D大气模型揭示了像甲烷这样的分子——预计会因强烈的热而被毁灭——以某种方式幸存下来，并在行星的夜间重新浮现。
硅单氧的存在尤其富有启示意义。在地球和大多数其他行星上，硅单氧被锁定在岩石中。在WASP-121b的检测其中，暗示着古代小行星撞击了这颗新生的世界，在强烈的热量作用下其矿物蒸发。这一混合物在行星向内迁移时停留了下来，其“岩石蒸气”现在在异域的天空中旋转。
问：这一发现为什么对科学如此重要？
WASP-121b正在颠覆我们对大气在炙热系外行星上存活方式的模型。这种意外的垂直混合——甲烷从下面的冷层被拖拽上来——挑战了天文学家对其理解的常规。适应这些新模型或许能揭示散布在我们银河系中的数百个“热木星”的秘密。
而硅单氧的检测证明JWST有能力一分子一分子地重写行星科学。
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你如何能跟上下一个太空发现？
詹姆斯·韦伯太空望远镜刚刚开始揭开像WASP-121b这样的系外行星的奥秘。随着新数据的到来，预计会有关于更加奇异世界的启示——其中一些甚至可能挑战我们对宇宙中生命的理论。
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总结清单：关于WASP-121b地狱般大气的须知
- 每30小时绕恒星运行一次——靠得如此之近几乎要被撕裂
- 白天气温：3,000+°C，夜间：1,500°C
- JWST发现水蒸气、一氧化碳、甲烷和硅单氧
- 化学反应表明它是从更寒冷、更遥远的轨道迁移而来的
- 挑战科学家重新思考极端系外行星的形成与生存
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