探索SIMP0136行星大气的神秘气候

艺术家对SIMP0136的概念图。都柏林三一学院的研究人员发现了一种研究这个世界和系外行星天气的新方法。他们使用这个天体作为早期目标来测试他们的技术。图片来自ChuckCarter加州理工学院美国国家射电天文台美国大学协会美国国家科学基金会维基百科。

Simp0136是第一个使用此技术目标的行星。changesintemperatureandtheverticalstructureofitscloudsprimarilyshapetheweatheronSimp0136. translation Simp0136是第一个使用此技术目标的行星。温度的变化和云层的垂直结构主要影响Simp0136的天气。

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研究系外行星和SIMP0136的天气

天文学家近日表示，他们发现了一种解读系外行星天气的新方法。他们利用一项新技术观测了一个名为SIMP0136的行星质量天体，发现其天气主要受温度变化和云层垂直结构的影响。

系外行星是围绕遥远恒星运行的天体。几十年前，人类尚未直接探测到任何系外行星。而如今，借助多种观测技术，天文学家已确认发现六千余颗系外行星。它们均位于距离太阳系数光年之外的遥远空间，因此极难开展深入研究。爱尔兰都柏林圣三一大学的研究人员表示，他们利用詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）开展了相关观测。

他们说其他天文学家也可以利用这项新工作来研究系外行星的天气。那么，这种新技术会打开理解其他世界的大门吗？

相关新研究成果已发表于《天文学与天体物理学》期刊。

追踪SIMP0136的天气状况

天文学家有时将SIMP0136归类为褐矮星，即失败的恒星。但某项研究测定其质量低至约12.7倍木星质量。若该测量结果准确，该天体可能被归类为流浪行星。它似乎是相对年轻的恒星运动群——即由年龄相近、起源相同且在空间中具有共同运动特征的年轻恒星组成的松散集合——中的一员，该运动群被称为船底近域恒星运动群。

SIMP0136的质量约为木星的13倍，温度很高，大约为1500华氏度（816摄氏度），位于距地球20光年远的双鱼座。

研究人员如何研究其天气？他们使用了一种名为主成分分析的统计技术，来追踪该天体在自转过程中光线的变化。基本上，这种分析通过识别观测数据中共同变化的主要模式，从而简化复杂的数据。

最显著的模式与天气相关的变化有关。这些模式不同于数据中的小幅度波动和随机噪声。数据还显示了SIMP0136在自转过程中亮度的微小变化。

复杂但条理清晰

温度和大气的垂直结构变化是影响SIMP0136天气的两个主要过程。还有三种反复出现的天气状态在视野中轮换出现。这些状态形成了由较热、云层较薄区域以及较冷、云层更厚且垂直延伸的区域组成的斑块状天气格局。

但尽管如此复杂，SIMP0136的大气层却呈现出惊人的有序性，而非杂乱无章。都柏林圣三一学院的首席作者梅尔施拉德表示：

我们还发现，驱动SIMPS0136天气模式的因素在时间上持续存在，即使大气层的详细形态在十多次自转过程中不断演变。从相对角度而言，SIMP0136是目前较容易获取高质量数据的棕矮星之一。这些数据此前已通过传统方法进行过研究，使我们能够将新方法的部分结果与已知信息进行对比。该技术不仅帮助我们深化了对这颗遥远天体天气成因的理解，以及不同天气模式之间的相互作用与共存机制，更重要的是，它展示了这一方法如何进一步优化，并推广应用于宇宙中其他了解较少的棕矮星。

WealsodiscoveredthatthesedriversoftheweatherpatternsonSIMP0136persistovertime,evenasthedetailedappearanceoftheatmosphereevolvesovermorethanadozenrotations. 我们还发现，这些驱动SIMP0136天气模式的因素在时间上依然存在，即使大气的详细形态在十几次自转过程中不断演变。

在相对意义上，SIMP0136是我们能够从它那里获取高质量数据的较容易的褐矮星之一。这些数据之前已经通过已建立的方法进行了研究，使我们可以将这一新方法的结果与我们已知的关于该对象的信息进行比较。此外，这种方法还帮助我们更好地理解了这颗遥远世界上的天气现象以及这些天气模式如何相互作用并共存，更重要的是，它展示了这种研究方法可以如何进一步改进并应用于其他在空间不同区域的褐矮星。

宇宙命运的转折

这项研究还具有更个人化的意义。SIMP0136发出的光被詹姆斯韦伯太空望远镜观测到时，这些光已经在太空中旅行了二十年——大约是从Schrader出生的时候开始的。正如她所提到的：

光以大约300,000公里秒的速度传播，但即便如此快速，它仍需要二十年时间才能到达我们，通过詹姆斯韦伯太空望远镜的镜头被我们观测到。当我们想到光仅需花费一点多秒就能从地球到达月球时，这让我们意识到SIMP0136距离我们有多么遥远，也体现了天文学研究的巨大进步。我认为这是惊人的，我们能够从宇宙的这个舒适角落，通过单个像素在光谱上的分布，解析出遥远天体的详细天气模式及其相互作用。

光的传播速度约为每秒30万公里（每秒18.6万英里），但即便以如此之快的速度，它仍需花费二十年时间才能抵达我们这里，并通过韦布空间望远镜被我们观测到。

当你想到光从地球到达月球需要超过一秒的时间，这让人感受到SIMP0136是多么遥远，也体现了天体物理学的进步有多么惊人。我认为我们能够从宇宙中这个舒适的小角落探测到遥远世界的详细天气模式，并绘制出它们之间的相互作用，这真是太神奇了，因为我们对这些天体所观察到的直接信息只是一个像素大小的光谱分布。

都柏林三一学院的默尔施拉德是关于SIMP0136及系外行星天气的新研究的主要作者。图片由默尔施拉德提供。

为何要研究系外行星的天气？

为什么研究人员选择了SIMP0136？又为什么要研究系外行星上的天气？正如都柏林三一学院物理学院的副教授乔安娜沃斯所解释的，目标是研究各种各样的巨型行星和棕矮星。

我们的发现将改变天文学家分析未来詹姆斯韦布空间望远镜观测数据的方式。由于该方法能够快速识别大气中的主要成分，为后续复杂的数值模拟提供了高效的第一步。将这一技术应用于大量褐矮星和巨型系外行星，有助于我们更深入地理解太阳系之外多种多样的气候系统所塑造的奇异世界。

我们的研究成果将改变天文学家分析未来詹姆斯韦布空间望远镜观测数据的方式。由于我们的方法能够快速识别大气中的主要成分，因此可在开展计算量较大的建模之前，提供一个高效的初步步骤。

应用这种技术对大量棕矮星和巨型系外行星进行研究，将有助于我们更好地了解塑造太阳系外多样天气系统的各种因素。

首张系外行星的三维天气地图

去年，欧洲南方天文台的研究人员宣布，他们为一颗系外行星首次绘制出了三维天气图。这颗行星名为WASP121b，又称泰洛斯（Tylos），是一颗热木星，位于船尾座方向。与所有热木星一样，它紧邻其主恒星运行，且始终以同一面朝向恒星。该行星距离地球约900光年。

底线：爱尔兰的研究人员发现了一种解码系外行星天气的新方法。他们以行星质量天体SIMP0136为起点开展研究。

利用主成分分析揭示孤立行星的大气变异性

通过都柏林三一学院

BY: Paul Scott Anderson

FY: AI

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选文：天文志愿文章组-

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终审：天文志愿文章组-零度星系

排版：天文志愿文章组-零度星系

美观：天文志愿文章组-

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自： https://earthsky.org/space/weather-on-exoplanets-simp0136-webb-space-telescope/

本文由AI翻译自文章作者Paul Scott Anderson的作品，如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除。

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