那里有一颗有趣的系外行星——距离地球400 光年——它是如此诱人，以至于天文学家自 2009 年发现它以来一直在研究它。WASP-18 b 绕其比太阳稍大的恒星运行一圈只需 23小时。在我们的太阳系中没有类似的东西。由蒙特利尔大学博士领导的一项新研究。学生 Louis-Philippe Coulombe 关于这颗系外行星，这是一颗比木星大 10 倍的超热气态巨行星，基于詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 上加拿大 NIRISS 仪器的新数据，它有许多惊喜!

Webb上的NIRISS仪器绘制了超热木星的大气层

绘制一颗系外行星

一个国际天文学家小组在系外行星 WASP-18 b 的大气层中发现了水蒸气，并制作了这颗行星从其恒星后面滑落并从其恒星中重新出现时的温度图。此事件称为二次日食。科学家们可以读取来自恒星和行星的组合光，然后当行星在恒星后面移动时，仅从恒星改进测量结果。

WASP-18 b 的同一侧，即日侧，始终面向其恒星，就像月球的同一侧始终面向地球一样。这称为潮汐锁定。这颗系外行星的温度或亮度图显示了巨大的温度变化——高达 1,000 度——从面向恒星的最热点到终结者，这颗被潮汐锁定的行星的昼夜两面在永久的暮光中相遇。

''JWST 使我们能够制作比以往任何时候都更详细的热巨行星(如 WASP-18 b)地图。这是 JWST 首次绘制行星地图，看到我们的模型预测的一些情况真的很令人兴奋，例如远离行星上直接面对恒星的点温度急剧下降，实际上是在数据!”梅根·曼斯菲尔德说，他是亚利桑那大学的萨根研究员，也是描述结果的论文的作者之一。

该团队绘制了地球白天一侧的温度梯度图。考虑到地球在终结者处的温度有多低，可能有一些东西阻碍了风有效地将热量重新分配到夜间。但是影响风的因素仍然是个谜。

''WASP-18 b 的亮度图显示缺少东西风，这与具有大气阻力的模型最匹配。一种可能的解释是这颗行星具有强大的磁场，这将是一个令人兴奋的发现!”密歇根大学的共同作者 Ryan Challener 说。

对日食地图的一种解释是，磁效应迫使风从地球的赤道向上吹过北极，向下吹过南极，而不是像我们预期的那样东西向。

研究人员记录了这颗气态巨行星大气层不同高度的温度变化。他们看到温度随着海拔升高而升高，相差数百度。

水蒸气的迹象

这颗行星大气层的光谱清楚地显示出多个虽小但测量精确的水体特征，尽管温度接近 2,700 摄氏度，但仍存在。它是如此之热以至于它会撕裂大部分水分子，所以仍然看到它的存在说明韦伯对检测剩余水具有非凡的敏感性。WASP-18 b 大气中记录的数量表明水蒸气存在于不同的高度

“第一次看到 WASP-18 b 的 JWST 光谱并看到微妙但精确测量的水特征，感觉很棒，”博士 Louis-Philippe Coulombe 说。蒙特利尔大学的学生，Trottier 系外行星研究所 (iREx) 的成员，WASP-18 b 论文的主要作者。“使用这种测量方法，我们将能够在未来几年内检测到广泛行星的此类分子!”UdeM 教授、iREx 成员和本文的合著者 Björn Benneke 补充道。Benneke 是 Coulombe 的博士。他也是顾问，自 2016 年以来一直领导全球研究 WASP-18 b。

NIRISS 仪器和早期职业科学家

的工作 天文学家团队使用韦伯的一种仪器、近红外成像仪和无狭缝光谱仪 (NIRISS) 观察了 WASP-18 b 大约六个小时，该仪器由加拿大航天局和几个合作伙伴提供包括蒙特利尔大学和 iREx。

''因为这个光谱中的水体特征非常微妙，在以前的观察中很难识别它们。卡内基科学研究所的博士后研究员、这项新研究的作者之一 Anjali Piette 说：

WASP-18 b 的观测数据是作为凌日系外行星社区早期发布科学计划的一部分收集的，该计划由加州大学圣克鲁斯分校的天文学家娜塔莉·巴塔利亚 (Natalie Batalha) 领导，她帮助协调了这项新研究，并协调了 100 多名研究人员团队。这些开创性的工作大部分是由早期职业科学家完成的，例如 Coulombe、Challener、Piette 和 Mansfield。

WASP-18 b 与它的恒星和我们都非常接近，这使得 WASP-18 b 成为这些科学家的一个有趣的目标，它的巨大质量也是如此。WASP-18 b 是我们可以调查其大气层的最大质量世界之一。天文学家正在努力了解这些行星是如何形成的，以及它们在系统中的位置。这也有一些来自韦伯的早期答案。

''通过分析 WASP-18 b 的光谱，我们不仅可以了解在其大气层中发现的各种分子，还可以了解它的形成方式。我们从观察中发现，WASP-18 b 的成分与它的恒星非常相似，这意味着它很可能是由恒星诞生后留下的剩余气体形成的，”Coulombe 说。“这些结果对于清楚地了解像 WASP-18 b 这样在我们的太阳系中没有对应物的奇怪行星是如何存在的非常有价值。”