天文学家发现了许多围绕太阳系外其他恒星运行的行星，这些行星与太阳系中的行星非常不同。在系外行星中，有许多是大型气态行星，它们的大小与木星大致相同，只围绕其母星运行几天。
这些系外气体巨行星被称为“热木星”。它们通常隐藏在母星发出的光中，无法直接观察到。
然而，它们是尼古拉斯·凌日方法最容易探测到的行星。凌日方法是一种间接推断系外行星存在的方法。当一颗行星经过它的母星（这个过程被称为“Ling”）之前时，观察者会观察到恒星的视觉亮度会略微降低。
在凌日的过程中，天文学家还可以探测穿过行星大气的星光中的不同气体，以测量其大气成分。然而，这只能提供有关地球某个区域的信息。
在对系外行星wasp-121b的一项新研究中，天文学家对一颗炽热木星的全球大气进行了前所未有的详细分析。
对于一颗运行轨道非常接近其母星的行星来说，一边总是在白天，另一边总是在晚上。
根据行星轨道和恒星之间的距离，这类行星的“日面”可以达到极高的温度，有时甚至超过最冷恒星的温度。天文学家可以计算恒星和行星的总光量，并将其与恒星本身的光量进行比较，从而测量行星白天表面的温度。
Wasp-121b于2015年被超级Wasp望远镜发现。白天温度超过226.85摄氏度。
气态巨行星主要由氢和氦分子以及少量其他气体组成，如水蒸气。然而，在wasp-121b这样的极端温度下，分子分裂成独立的原子，电子甚至可以从原子核中剥离，从而形成与其他行星截然不同的大气化学。
研究人员面临的一个大问题是，像wasp-121b这样的超热行星的黑暗“夜面”会发生什么？
这边没有星光，只能永远面对冰冷的太空深处。让夜晚变暖的唯一方法是通过地球大气中的风将白天的热量传递出去。
但研究人员预测，对于最热的系外气体巨行星来说，即使有强风，白天和夜晚之间也会有巨大的温差，这可能会与大气中的化学过程产生连锁反应。
要知道wasp-121b在夜间发生了什么，唯一的方法是在至少一个完整的轨道上全面观察这颗行星及其母星。当行星的不同表面旋转进入视野时，天文学家可以测量来自不同波长系统的光的微小变化。
通过测量，研究人员能够绘制行星表面的气层图，并比较白天和夜间的气层。目前，这种方法只能应用于少数行星，因为要搜索的信号太小。
然而，天文学家对未来的探索持乐观态度。利用新发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST），研究人员将能够更广泛地应用这种方法。
研究团队使用哈勃太空望远镜在两个完整的轨道上观测系外行星wasp-121b，并测量其大气层。他们使用哈勃太空望远镜上的一台仪器来观察光谱的近红外部分，该光谱对行星大气中的水蒸气非常敏感。
研究人员将轨道每个阶段的观测数据与计算机生成的模型进行比较，以测量该阶段大气中存在的水蒸气量和不同高度的温度。
研究人员发现，系外行星wasp-121b的昼夜温差超过1000摄氏度：夜间表面温度约为1500k（1230摄氏度），较高海拔的白天表面温度远高于2500K（2230摄氏度）。
这种极端的温差使白天的水蒸气量小于夜间，因为气体分子在白天的极端温度下分解，但当空气移动到夜间冷却时，分子重新结合。
这意味着wasp-121b具有类似于水循环的特性。然而，在wasp-121b上，水不像地球上那样凝结成液体，然后在蒸发成气体之前形成云；相反，地球上的水分子本身也经历了分解然后重新形成的过程。
这并不是说wasp-121b没有云。至少在行星的夜间，由于温度足够低，矿物（矿物通常是在地球固体岩石中发现的化合物，但矿物在超热行星的大气层中被检测为气体）将凝结并形成云。
wasp-121b的夜空甚至可能布满红宝石或蓝宝石，因为研究人员的测量结果表明，夜间的大气温度非常适合刚玉（形成宝石的矿物）凝结成细小的尘埃颗粒。
观测系外行星wasp-121b的水循环有助于证实研究人员对极热行星的一些预测，也为天文学家了解这些极端条件下大气的变化提供了更多机会。
接下来，研究人员将在更多行星上进行相同的测量，并比较结果。也许詹姆斯·韦伯太空望远镜可以帮助他们做到这一点，并重复wasp-121b的测量结果，以获得更清晰的图像。
