韦伯望远镜完成里程碑：系外行星WASP-18b首张三维大气温度图景揭示极端化学

天文学家们利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的强大能力，成功构建出了一颗系外行星大气的首张完整三维结构图，标志着对遥远世界理解的重大飞跃。这项开创性的研究聚焦于超热木星WASP-18b，该行星距离地球约400光年，质量约为木星的十倍。研究团队通过创新性的“三维食相测绘”分析方法，精细描绘了这颗极端行星大气中温度随纬度、经度和高度变化的复杂分布。

该技术的核心在于追踪WASP-18b在主恒星后方移动时，光线波长发生的微小光谱变化。通过对这些变化进行深入解读，科学家们得以重构出行星表面的热力学世界，而非仅仅测量一个平均温度。这项研究的详细成果已于2025年10月28日发表在权威期刊《自然-天文学》上，由马里兰大学的Megan Wiener Mansfield和康奈尔大学的Jake Turner共同领导。

最终生成的三维图景揭示了一个显著的非均匀热分布特征：行星向阳面中心存在一个明显的“热点”，但该热点被一个相对较冷的环状结构所包围。这种热量分布模式强烈暗示，WASP-18b大气中的环流风场不足以有效地将热量均匀扩散。此外，分析显示，在这个中央热点区域内，水蒸气的含量低于行星大气的整体平均水平。

研究人员推断，该区域的极端高温可能导致了水分子解离，这一观测结果与早先的理论预测相符。这项突破性技术为深入探究遥远行星的热力结构和化学成分打开了新途径。美国国家航空航天局（NASA）已发布动画直观演示了针对WASP-18b的食相测绘过程，使复杂科学概念得以普及。

这项技术为评估系外行星系统的复杂性以及探寻潜在宜居环境提供了前所未有的工具。通过对不同波长下信号的对比分析，科学家们不仅能绘制温度，还能推断特定分子的垂直分布，这对于理解行星如何维持或失去其大气层至关重要。对未知领域的精确描绘，正引导我们以更清晰的视角审视宇宙的内在秩序。