JWST 揭示熱木星 WASP‑94A b 出現每日「沙雲」天氣循環

天文學家利用 詹姆斯韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST），在距離地球約 700光年 的氣體巨行星 WASP‑94A b 上發現一種相當奇特的天氣現象：行星的「早上」會出現大量雲層，但到「傍晚」就幾乎完全消散。這是目前最清楚的證據之一，顯示 熱木星（Hot Jupiter） 也存在有規律的天氣循環。

更有趣的是，這些雲並不是水雲，而是由 岩石微粒 組成，簡單講就是「沙雲」。

JWST 如何發現這個天氣循環

當 WASP‑94A b 從其恆星前方經過時，天文學家可以觀測到一次 凌日（transit）。在凌日過程中，一部分恆星光會穿過行星的大氣層。

科學家利用 透射光譜（transmission spectroscopy） 分析不同波長的光被吸收的情況，從而推斷大氣中的氣體與粒子組成。

這次研究的關鍵在於：團隊 沒有把整個行星邊緣的大氣混在一起分析，而是把數據分成兩部分：

• Ingress（進入凌日）：代表行星先進入凌日的一側，也就是「永恆的早晨」。
• Egress（離開凌日）：代表行星最後離開凌日的一側，相當於「永恆的傍晚」。

像 WASP‑94A b 這類 潮汐鎖定 的行星，永遠只有一面朝向恆星，因此晨側與昏側的溫度和天氣差異很大。

結果顯示：

• 晨側較冷，而且雲層很厚
• 昏側較熱，而且天空更清晰

這種明顯的不對稱正是天氣循環的證據。

外星「沙雲」：早上形成、傍晚消失

研究指出，WASP‑94A b 的雲層很可能由 鎂矽酸鹽（magnesium silicate） 微粒組成，成分類似岩石或沙粒。

科學家推測整個過程大致如下：

1. 在 較冷的夜側，溫度下降，岩石物質可以凝結成微小顆粒。
2. 高速行星風 把這些顆粒吹向晨側。
3. 到達 晨昏線的晨側 時，雲層最濃。
4. 當氣流繼續流向 高溫日側，顆粒被加熱後重新蒸發。

因此，當氣體流到「傍晚」那一側時，雲層已經消失，天空變得比較清澈。

這亦解釋了為什麼昏側光譜能看到更強的 水蒸氣訊號——因為沒有雲層遮住更深層的大氣。

超過1000°C 為何仍然能形成雲？

熱木星距離恆星非常近，大氣溫度通常 超過1000°C。表面上看似不可能有雲，但實際上行星不同區域的條件差異非常大。

模型顯示：

• 岩石物質可能在 較深層大氣 的溫度與壓力條件下凝結
• 垂直氣流（vertical mixing） 把顆粒帶到高空
• 行星上的 高速環流 再把它們輸送到其他區域

一旦這些顆粒被帶到更熱的日側，它們就會 再次蒸發。

於是就形成了持續循環：

凝結 → 被風吹送 → 蒸發 → 再凝結。

為何分開「晨側」與「昏側」數據很重要

過去不少系外行星研究會假設整個 晨昏線（terminator） 的大氣是均勻的。但對潮汐鎖定行星來說，這個假設往往過於簡化。

這次研究把兩側分開分析後，等於把雲層對光譜的干擾「拆開」，令科學家能更準確判斷大氣成分，例如水蒸氣吸收特徵。

換句話說，這種方法就像把霧氣「撥開」，看清楚真正的大氣結構。

可能是熱木星的常見天氣模式

研究人員認為，WASP‑94A b 可能不是特例。

其他 JWST 研究已顯示類似跡象，例如：

• WASP‑39 b：觀測到晨側與昏側存在溫度與雲量差異
• WASP‑17 b：發現由石英（SiO₂）等礦物組成的雲粒子

這些結果逐漸描繪出一個新圖像：

即使在 溫度高到可以熔化岩石的行星 上，大氣仍然可能擁有複雜且活躍的天氣系統。

換句話說，外星世界的氣象，比我們過去想像的還要多變。