在一项让天文学家们不得不调整模型、或许还得调整期望值的发展中，詹姆斯·韦伯太空望远镜在一颗遥远的气态巨行星上发现了水冰云。这项由马克斯·普朗克天文研究所（MPIA）的伊丽莎白·马修斯领导的研究，在行星Epsilon Indi Ab上取得了这一发现。这颗木星的类似天体，显然比我们之前认为的要复杂得多。

这标志着从仅仅发现系外行星到真正理解它们的漫长而缓慢的征程中，迈出了重要一步。几十年来，从1995年到大约2022年，游戏规则只是通过间接方法进行发现。JWST于2022年发射，改变了这一点，使得详细的大气研究成为可能，尽管我们距离检查外星草坪告示牌还差几台望远镜。

正如第一作者伊丽莎白·马修斯以令人钦佩的视角所言：“JWST终于让我们能够详细研究太阳系类似行星。如果我们是从几光年外回望太阳的外星人，JWST将是第一台能让我们详细研究木星的望远镜。” 言下之意当然是，要详细研究地球，需要我们还尚未发明的技术，这或许是最好的安排。

研究真正的类木行星一直很棘手，因为最简单的方法需要它们从其恒星前方经过，这更有利于那些炽热、靠近恒星的气态巨行星。马修斯的团队通过使用JWST的中红外仪器MIRI直接对Epsilon Indi Ab进行成像，绕过了这个问题。这颗行星围绕印第安座中的恒星Epsilon Indi A运行，是个大家伙，质量是木星的7.6倍，但直径相似。它围绕其稍冷的恒星运行的轨道距离，大约是木星到太阳距离的四倍，这使其表面温度介于200到300开尔文之间（-70到+20°C）。这比木星的140开尔文要温暖，是其形成时残留的热量，将在数十亿年间慢慢消散。

该团队使用MIRI上的日冕仪遮挡恒星光线，并在11.3微米波长（刚好在与氨相关的波长之外）捕获了图像。通过将这些图像与2024年在10.6微米波长拍摄的图像进行比较，他们可以估算氨的含量。这里值得为MPIA制造的硬件点个赞。

令人惊讶的是什么？木星的高层大气主要由氨气和氨云主导。人们预期Epsilon Indi Ab会有大量氨气，但没有云。然而，观测显示氨的含量低于预期。主要的解释是什么？厚厚的、斑块状的水冰云，就像地球上的卷云，挡住了视线。

这对天文学家来说是个令人愉快的问题，他们的计算机模型常常因为云难以模拟而将其忽略以简化问题。合著者、德克萨斯大学奥斯汀分校的詹姆斯·曼称其为“一个很棒的问题”，并指出JWST正在揭示模型现在“开始捕捉”的复杂性。

未来看起来云层密布，但这是最好的方式。美国宇航局的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜计划于2026-2027年发射，MPIA是其合作伙伴，它应该非常擅长直接探测反射性的水冰云。与此同时，马修斯的团队正在寻求更多的JWST观测时间，以研究其他寒冷的类木行星，为最终目标奠定基础：研究类地世界，并有一天寻找我们并不孤单的迹象。

研究结果由E. C. Matthews等人发表在《天体物理学杂志通讯》上。参与的MPIA研究人员包括伊丽莎白·马修斯和巴韦什·拉杰普特，他们与詹姆斯·曼和卡罗琳·莫利（德克萨斯大学奥斯汀分校）、阿里恩·卡特和马蒂尔德·马林（太空望远镜科学研究所）等人合作。