韦伯望远镜的惊人发现：炎热、晴朗的行星令天文学家震惊，并重新绘制外星世界地图
美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了一颗稀有的富水系外行星，天空晴朗且没有甲烷，颠覆了行星理论。
- TOI-421 B的气温：1,340°F
- 探测到强烈的水蒸气，零甲烷或二氧化碳
- 有史以来观察到的最清晰的次海王星之一
- 发现发表于《天体物理学期刊快报》
美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜将目光投向一个几乎与我们所知的太阳系完全不同的神秘世界。这个行星是TOI-421 B——一个气体状、炙热的次海王星——因其拥有的特征以及缺失的特征而成为头条新闻。
忘掉浑浊的大气层和厚厚的海王星般的云层吧。TOI-421 B在逆境中提供了天文学家一次稀有的机会，可以透过其氢丰富、温度超过1300华氏度的清澈天空。韦伯望远镜的发现承诺将打破旧观念——并为系外行星科学开辟新的篇章。
问：TOI-421 B与我们太阳系中的任何行星有何不同？
TOI-421 B与其恒星靠得极近——远比水星与我们的太阳要近。它那炽热的气氛温度约为1340°F（超过700°C），这是一个云通常消失、化学规则被重新改写的地方。
这个次海王星不仅仅是炎热；它出奇地清澈。大多数同大小的行星都显示出厚厚的、不透明的雾霭。然而在这里，韦伯发现的天空是如此透明，以至于来自母星的光线直接穿透过来，带着水蒸气的明显痕迹。
根据来自马里兰大学的首席研究员埃莉扎·肯普顿的说法，这些条件在韦伯目前正在编目的一系列小型系外行星中是独一无二的。
科学家们是如何”嗅出”TOI-421 B的气氛的？
天文学家们利用韦伯的传输光谱技术利用了宇宙背景光。当这颗行星经过其恒星时，望远镜读取经过其气氛过滤的阳光——就像在发光灯泡上看到指纹一样。
他们发现的结果令人震惊：明显的水蒸气特征，但没有任何甲烷或二氧化碳的迹象，这两种成分通常在系外行星的大气层中找到。相反，测量结果证实了一个主要由氢构成的包围层，暗示这颗行星可能从未积聚或保留其他地方常见的重分子。
问：甲烷和二氧化碳缺失为何这般重要？
在较小、较冷的行星上，甲烷和二氧化碳标志着活跃的化学反应和云生成。但是在TOI-421 B上，持续的高温可能在甲烷积聚之前将其分解，将天空保持得无雾无云。
这一发现颠覆了长期以来对次海王星的假设——大多数都有因厚重云层而“扁平化”的信号。TOI-421 B的清晰、简单谱图是一次宇宙的曲线球。
TOI-421 B如何改变我们对次海王星的认识？
多年来，天文学家们假设像海王星或天王星这样的行星——寒冷、遥远且被云层包裹——为次海王星设定了标准。TOI-421 B背离了这一模版。其灼热的温度和清澈的富氢空气使其更像是一个超热的小型木星。
研究人员认为，强大的恒星光照应该已侵蚀轻分子，但TOI-421 B拒绝遵从。相反，它在摧毁其他世界的条件下保持了其细腻的气氛。
问：在寻找奇异新世界的过程中，下一步将是什么？
韦伯望远镜对TOI-421 B的非凡观察为天文学家提供了研究遥远行星的新模板。凭借其水、氢和清空体的均衡组合，TOI-421 B将帮助专家们细化关于行星如何形成、生存，甚至在数十亿年内改变其化学成分的模型。
研究人员渴望调查更多超热的次海王星。它们会展现出类似的晴朗天空吗？还是TOI-421 B在其类别中独一无二？每一次新的观察都可能揭示关于宇宙邻域如何构建的秘密。
要了解更多关于我们宇宙中最奇异的行星以及揭示其秘密的任务信息，请访问NASA或查看正在进行的系外行星研究，网址为jwst.nasa.gov和ESA。
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