纽约大学阿布扎比分校研究科学家 Jasmina Blecic 和天体物理和空间科学中心 (CASS)副教授 Ian Dobbs-Dixon与詹姆斯韦伯太空望远镜凌日系外行星早期释放科学 (JTEC-ERS) 团队的同事一起，利用美国宇航局詹姆斯韦伯望远镜的力量发现了有关一颗巨大的木星大小系外行星气候的新见解——包括对其充满尘埃的云层的首次观测。
在最近发表在《自然天文学》杂志上的一项研究中，研究人员详细介绍了他们如何测试韦伯中红外仪器 (MIRI) 无与伦比的功能，并观察 WASP-43b(一颗巨大的充满气体的系外行星)的整个轨道。这些“相位曲线”观测是在韦伯首飞年进行的，揭示了整个星球的温度分布，并揭示了该星球的气候。研究人员发现，该星球的背侧云层厚厚，甲烷含量惊人地低，大气层中到处都有水。这是第一次在该星球的背侧发现云层;与地球上观测到的典型云层相比，它们在该星球大气层中的高度要高得多。
WASP-43b 的大小和质量与木星相当，但行星特征却大相径庭。它的主星 WASP-43A 比我们的太阳更冷、更红，距离地球约 86 光年。WASP-43b 的轨道非常接近其恒星，因此一年只有 19.5 小时。这种近距离使得行星的自转与其轨道同步，一侧始终面向恒星，类似于我们月球上观察到的潮汐锁定。因此，行星的一半(白天)永远被照亮，非常热，而另一半(夜晚)永远被阴影笼罩，温度要低得多。
“我们利用红外光谱仪观察了这颗行星绕恒星公转的过程，以便研究从其大气不同区域发出的光，”布莱西克说。“这使我们能够区分白天和夜晚的温度，并确定云层和各种分子的存在。不同的化学物质吸收红外线中不同波长的光。结合这一事实和对整个轨道的观察，我们能够限制整个大气的化学成分、云层覆盖和热量再分配，并得出有关该行星气候的结论。”
研究团队发现，WASP-43b 的白天一侧始终被照亮，温度高达 2285°F (1250°C)，而该行星的夜间一侧虽然始终处于阴影之中，但温度仍然非常高，为 1115°F (600°C)。
“由于行星背面没有阳光直射，白天和夜晚的温度差异很大，从而促使形成异常强劲的风，”三维大气模型和系外行星大气热量再分配专家多布斯-迪克森说。“虽然地球上的风由于温度变化而以类似的方式形成，但 WASP-43b 与其主星的距离很近，导致温度差异更大。这产生了每小时数千公里的风，远远超过地球上的风，这对热量分布和塑造整个行星气候至关重要。”
此外，将行星的温度图与复杂的 3D 大气模型进行比较，发现这种温度对比比无云大气的预期要强烈。这表明行星的背面被厚厚的云层覆盖，阻挡了大部分原本可以观测到的红外辐射。与地球上的水云不同，这颗极热行星上的云层类似于尘埃，由岩石和矿物组成。
令人惊讶的是，尽管云层很厚，JTEC-ERS 团队还在行星的背面探测到了清晰的水信号。这使他们首次确定了云层的高度和厚度，揭示了它们与地球云层相比不同寻常的高度和密度。研究人员还检测到了风驱动的混合，称为“化学不平衡”，它迅速将气体输送到行星的整个大气层，导致大气化学均匀。