【天文】韦伯望远镜在冷超木星Epsilon Indi Ab上探测到水冰云

利用美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CSA）联合研制的詹姆斯·韦伯太空望远镜，天文学家在一颗类木星系外行星的大气中探测到水冰云层。研究团队表示，这一结果与现有巨行星大气模型的预期并不一致。

距地约12光年的冷超木星

相关观测对象为恒星Epsilon Indi A及其行星Epsilon Indi Ab。Epsilon Indi A是一颗位于南天印第安座的K5V型恒星，距离地球约12光年，也被称为HD 209100或HIP 108870。研究给出的估计显示，这颗恒星年龄约为37亿至57亿年，质量和温度均略低于太阳。

围绕Epsilon Indi A运行的Epsilon Indi Ab是一颗气态巨行星，质量为木星的数倍。最新研究将其质量测定为约7.6个木星质量，但其直径与太阳系中的木星相近。该行星表面温度约为200至300开尔文（约零下70摄氏度至20摄氏度），略高于木星约140开尔文（零下133摄氏度）的温度。

研究人员指出，Epsilon Indi Ab温度高于木星的原因在于其仍保留了大量形成早期的残余热量。模型显示，在未来数十亿年内，这颗行星将逐渐冷却，最终温度可能低于木星。

中红外直接成像与氨含量测定

本次研究由马克斯·普朗克天文研究所博士生Bhavesh Rajpoot等人主导。团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜的中红外仪器（MIRI）获得了Epsilon Indi Ab的直接图像，并对其大气成分进行了分析。

研究人员重点估算了行星大气中氨的含量。根据他们的介绍，在木星大气中，氨气及由氨构成的云层主导了可观测的上层大气结构。基于Epsilon Indi Ab的物理特性，理论上预期其大气中应含有大量氨气，但不应形成氨云。

然而，团队通过光度比较发现，该行星大气中的氨含量低于此前模型预测。研究人员认为，这一差异需要额外机制来解释。

厚重水冰云或为主要成因

为解释观测到的氨含量偏低现象，天文学家提出，Epsilon Indi Ab大气中可能存在厚重但分布不均匀的水冰云层。这类云层被认为类似于地球大气中的高空卷云，覆盖在以氨为主的大气层之上。

研究团队指出，这一解释能够较好地与当前光度观测结果相匹配，并可能指示冷超木星大气结构比既有模型所描绘的更为复杂。

参与研究的德克萨斯大学奥斯汀分校天文学家James Mang表示，借助韦伯望远镜，过去被认为难以探测的大气结构如今已可直接观测，使研究人员能够检验云层等细节特征。他指出，这些新数据表明，现有模型正在触及巨行星大气结构中的更复杂层面，为进一步刻画这类寒冷、遥远行星的大气性质提供了新的观测基础。

研究发表

相关成果已发表于《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）。论文题为《利用JWST对Eps Ind Ab的第二次观测：新光度确认氨的存在并暗示最近超木星系外行星大气中存在厚云》（Second Look at Eps Ind Ab with JWST: New Photometry Confirms Ammonia and Suggests Thick Clouds in the Atmosphere of the Nearest Cold Super-Jupiter），作者为Elisabeth C. Matthews等人，刊号为2026年《天体物理学杂志快报》1002卷L5，DOI为10.3847/2041-8213/ae5823。