韦布空间望远镜直接拍到了一颗系外行星,就在12光年外。拍到本身已经了不起,更意外的是,它的大气里似乎藏着水冰做成的云。
这颗行星叫印第安座ε星Ab,质量是木星的7.6倍,个头却跟木星差不多大。它绕着一颗比太阳稍小、稍暗的恒星运行,到恒星的距离大约是木星到太阳的4倍。表面温度在零下70℃到零上20℃之间,比木星的约零下130℃暖不少,因为它还年轻,诞生时积攒的热量没散完。再过几十亿年,它会比木星更冷。
绝大多数系外行星都靠间接方法发现:行星经过恒星前方时挡掉一丝光,或者行星的引力拽着恒星轻微晃动。直接拍到行星要难得多,相当于在探照灯旁找一根点燃的火柴。天文学家用韦布望远镜上的遮光装置挡住恒星的光,才从旁边揪出行星微弱的热辐射。
团队随后在11.3微米波段拍摄了新照片,并与2024年已拍下的10.6微米图像对比,用来判断大气中有多少氨。10.6微米处氨分子会强烈吸收光线,11.3微米处则几乎不吸收。两张照片的亮度一对比,氨的含量就能估出来。
结果氨比预期少了一截。
这很反常。同等温度和质量的行星,大气中应该满是氨气,就像木星一样。德国马克斯·普朗克天文研究所的马修斯团队反复比对数据后,给出了解释:厚厚的水冰云层盖在氨气上方,像一层半透明的幕布,把氨的信号遮掉了一部分。这些云零零散散地分布在大气高层,跟地球上的卷云有几分相似。
现有的系外行星大气模型大多没把云算进去,原因很直接:加了云,计算量暴增。这颗行星的观测数据提示,模型里省掉的物理过程,终究会跳出来搅局。
以往韦布望远镜分析系外行星大气,靠的主要是凌星法:行星从恒星前面经过时,恒星光穿过大气层,留下化学成分的指纹。方法成熟,但只对轨道恰好侧对地球的行星有效。满足条件的行星几乎都紧贴恒星,表面温度动辄上千度,跟木星完全不是一类天体。直接成像没有这个限制,它让天文学家得以深入研究轨道宽阔、温度接近木星的冷行星大气。如果有外星文明在几光年外回望太阳系,韦布是第一台能让他们仔细打量木星的望远镜。研究地球,还得等下一代更强的设备。
印第安座ε星Ab是目前能直接成像的最近的超级木星,即质量远超木星的巨型气态行星。那些让模型集体翻车的水冰云到底长什么样,很快就有机会直接看到:NASA计划今年9月发射的罗曼空间望远镜工作在近红外波段,能捕捉冰晶反射的光。一片12光年外的云,正等着从间接推断变成直接证据。
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图一:艺术家对行星半人马座ε印第安座Ab的想象图,其富含氨气的大气层上方覆盖着水云,图源:E. C. Matthews, MPIA / T. Müller, HdA图二:半人马座ε印第安座A的日冕成像图,由詹姆斯·韦伯空间望远镜MIRI仪器F1140C滤镜拍摄,图源:The Astrophysical Journal Letters (2026)
信源:Max Planck Society. "Astronomers find an exo-Jupiter, and it seems to have clouds." Phys.org, edited by Sadie Harley, 22 Apr. 2026

