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理解行星大氣層的結構、動力學和化學成分是系外行星科學的關鍵。令人清醒地意識到，即使是現在，模擬我們太陽系行星的大氣層仍然是一個巨大的挑戰。儘管取得了巨大進步，但仍必須採用各種技巧來模擬像木星大氣層這樣的漩渦，例如假裝它具有 非常不同的 粘稠度和能量傳輸，以克服計算需求。對氣體巨行星系外行星大氣層進行建模還處於起步階段。儘管如此，幾年前 Crossfield 等人 等人 的一項有趣結果及其對我們如何看待 天蠍座 υ Andromedae 行星系統中紅外光變化的研究所得出的結論。他們使用 Spitzer 空間望遠鏡對天蠍座 υ And 的相位光度測定（隨著時間推移看到的光）揭示了這顆圍繞 F 型矮星（質量約為太陽的 1.3 倍）最內層、大致木星大小的行星發出的光芒。
這顆行星的軌道非常緊密，每 4.6 天繞行一週，預計它會透過與恆星的潮汐相互作用演化到自旋-軌道同步狀態——換句話說，在最簡單的情況下，它的一天將等於它的一年，並且將存在永久的晝夜面。這使得這顆行星處於極端的熱差異狀態（在這種情況下約為 1,400 攝氏度）。我們預計來自晝面的熱大氣會流向行星寒冷的夜半球——這樣做可能會產生巨大的噴流狀結構，並且行星的最熱點可能會沿著這些風的方向移動。天蠍座 υ And b 上似乎正在發生類似的事情，但程度卻令人費解。當它在其軌道上快速執行時，熱大氣的光芒洩露了溫度分佈，這是 Spitzer 收集的紅外光子的指紋。
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簡而言之——大氣層中最熱的部分與行星軌道不同步——或者更具體地說，它系統地偏移或相位移動了近 90 度。換句話說，行星最熱的一側幾乎與恆星的方向成直角。在地球上，這有點像說一天中最熱的時間是日落而不是中午。
這是一個謎。可能會預期一定程度的偏移，這是由強勁的由熱到冷的風驅動的，但這非常極端。有各種可能的解釋——也許恆星加熱到達行星大氣層中比預期更深的深度，從而改變了基本動力學。也許風非常強勁，以至於達到了超音速，形成了巨大的衝擊波，將能量堆積在行星的這一側。這是一個艱難的抉擇——即使是關於這些熱木星類行星的理論模型，在這些事情上也存在分歧，而且沒有一個模型能準確預測我們在天蠍座 υ And b 上看到的情況。這個結果的好處在於，它挑戰了建模者真正弄清楚什麼可行，什麼不可行——將會取得進展。
Crossfield 等人的論文結尾還提出了一個有趣的事實。天蠍座 υ And 這個系統實際上對於詹姆斯·韋伯空間望遠鏡 (JWST) 來說太亮了，無法在較短波長下進行觀測——其靈敏的儀器會被光子完全飽和，被光線矇蔽。他們進一步指出，專門用於研究附近熱木星系統相位曲線的小型空間望遠鏡可能正好可以提供破解這些非凡行星大氣狀態問題的所需資料。這種觀點也適用於尋找類地系外行星——特別是那些凌星恆星比遙遠的開普勒天體更靠近我們的恆星的行星。我們需要一個專門的 全天巡天 來尋找像 JWST 這樣強大的儀器的目標，特別是那些不需要行星墨鏡的儀器。
（本文改編自 2010 年 10 月 Life, Unbounded 上的舊帖子）