该望远镜的高灵敏度仪器阵列对准了“热土星”的大气层。--这颗行星的质量和土星差不多，绕着一颗700光年远的恒星运行--虽然JWST和其他太空望远镜，包括哈勃和斯皮策，以前已经揭示了这颗炙热行星大气的孤立成分，但新的读数提供了原子，分子的完整菜单，甚至是活跃化学和云的迹象。

“数据中来自许多不同分子的信号的清晰度是非凡的，”梅赛德斯López-Morales说，他是哈佛和史密森天体物理中心的天文学家，也是为新结果做出贡献的科学家之一。

“我们已经预测到我们将会看到许多这样的信号，但是，当我第一次看到这些数据时，我仍然感到敬畏，”López-Morales补充道。

最新的数据也暗示了系外行星上的这些云在近距离观察时的样子:它们是破碎的，而不是覆盖在行星上的单一的、均匀的毯子。

这一发现预示着JWST有能力对系外行星进行广泛的调查--其他恒星周围的行星--科学家所希望的。这包括探测像TRAPPIST-1系统那样较小的岩石行星的大气层。

加州大学圣克鲁兹分校(University of California, Santa Cruz)的天文学家娜塔莉·巴塔利亚(Natalie Batalha)参与并协助协调了这项新研究，她说:“我们用多种仪器观测了这颗系外行星，这些仪器一起提供了广泛的红外光谱和一系列化学指纹，直到JWST才得以实现。”“像这样的数据会改变游戏规则。”

这一系列的发现在五篇新提交的科学论文中有详细介绍，可以在预印本网站arXiv上找到。在这些前所未有的发现中，首次在系外行星的大气层中发现了二氧化硫，这是一种由行星母星发出的高能光引发的化学反应产生的分子。在地球上，上层大气中的保护性臭氧层也是以类似的方式形成的。

“二氧化硫的惊人发现最终证实了光化学塑造了‘热土星’的气候，”戴安娜·鲍威尔说，她是美国宇航局哈勃研究员，天体物理中心的天文学家，也是发现二氧化硫的团队的核心成员。“地球的气候也受到光化学的影响，所以我们的星球与‘热土星’的共同点比我们以前知道的要多!”

哈佛大学研究生、天体物理中心研究员Jea Adams分析了确认二氧化硫信号的数据。

亚当斯说:“作为一名系外行星大气领域的早期研究人员，能参与到这样的探测中来真是太令人兴奋了。”“分析这些数据的过程感觉很神奇。我们在早期的数据中看到了这一特征的暗示，但这种更高精度的仪器清楚地揭示了二氧化硫的特征，并帮助我们解决了这个难题。”

据估计，wasp - 39b的温度为1600华氏度，大气主要由氢组成，不适合居住。这颗系外行星被比作土星和木星，质量与土星相似，但总体大小与木星一样大。但这项新研究为在宜居星球上寻找潜在生命的证据指明了方向。

这颗行星与宿主恒星的距离比水星与太阳的距离近8倍，这也使它成为研究宿主恒星辐射对系外行星影响的实验室。更好地了解恒星-行星之间的联系，应该能让我们更深入地了解这些过程是如何创造出银河系中观测到的行星多样性的。

JWST探测到的其他大气成分包括钠、钾和水蒸气，证实了之前太空和地面望远镜的观测结果，并发现了以前从未见过的更长波长的额外水特征。

JWST还以更高的分辨率观测到了二氧化碳，提供的数据是之前观测报告的两倍。同时，探测到一氧化碳，但数据中没有甲烷和硫化氢的明显特征。如果存在，这些分子的含量非常低，这对科学家们来说是一个重要的发现，他们正在清点系外行星的化学成分，以便更好地了解这些遥远世界的形成和发展。

一个由数百人组成的国际团队独立分析了来自JWST四种精密校准仪器模式的数据，捕捉到wasp - 39b如此广谱的大气是一项科学壮举。然后，他们对他们的发现进行了详细的内部比较，得出了更加科学细致的结果。

JWST用红外线观察宇宙，它位于光谱的红端，超出了人眼所能看到的范围;这使得望远镜能够捕捉到可见光无法探测到的化学指纹。

这三种仪器中的每一种甚至在其名称中都有一些红外线的“IR”版本:NIRSpec, NIRCam和NIRISS。

为了看到来自wasp - 39b的光，JWST跟踪了这颗行星，当它从它的恒星前面经过时，让恒星的一些光通过行星的大气层过滤。大气中不同类型的化学物质会吸收不同颜色的星光光谱，因此缺少的颜色会告诉天文学家哪些分子存在。

通过如此精确地分析系外行星的大气层，JWST仪器的表现远远超出了科学家的预期，并承诺在银河系中广泛的系外行星中进行新阶段的探索。

López-Morales说:“我很期待看到我们在小型类地行星的大气层中发现了什么。”