韋伯望遠鏡顯示前所未見的系外行星大氣層

宇航局的詹姆斯韋伯太空望遠鏡以將令人驚嘆的圖像傳回地球而聞名，剛剛獲得了另一個第一：遙遠世界天空的分子和化學(xué)肖像。

望遠鏡的高靈敏度儀器陣列是在“熱土星”的大氣層上進行訓(xùn)練的 - 這顆行星的質(zhì)量與土星一樣大，繞著大約700光年外的恒星運行 - 被稱為WASP-39 b。雖然韋伯和其他太空望遠鏡，包括哈勃和斯皮策，此前已經(jīng)揭示了這顆炙熱的行星大氣層的孤立成分，但新的讀數(shù)提供了原子，分子甚至活躍化學(xué)和云的跡象的完整菜單。

最新數(shù)據(jù)還暗示了這些云層可能如何近距離觀察：破碎而不是在地球上空形成一個單一的、均勻的毯子。

這些發(fā)現(xiàn)預(yù)示著韋伯儀器能夠?qū)ο低庑行?圍繞其他恒星的行星)進行廣泛的研究，這是科學(xué)界所希望的。這包括探測較小的巖石行星的大氣層，如TRAPPIST-1系統(tǒng)中的行星。

“我們將能夠看到系外行星大氣的大局。知道一切都將被重寫是非常令人興奮的。這是成為科學(xué)家最好的部分之一，“國際科學(xué)團隊成員勞拉弗拉格說。她是Ray Jayawardhana，Harold Tanner藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院院長和康奈爾大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院Hans A. Bethe教授研究小組的博士后研究員。

這套發(fā)現(xiàn)在一組尚未發(fā)表的五篇新科學(xué)論文中詳細介紹。在前所未有的啟示中，首次在系外行星大氣中檢測到二氧化硫，二氧化硫是由行星母星的高能光引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的分子。在地球上，高層大氣中的保護性臭氧層以類似的方式產(chǎn)生。

“這是我們第一次在系外行星上看到光化學(xué)的具體證據(jù) - 由高能恒星光初始化的化學(xué)反應(yīng)，”英國牛津大學(xué)研究員Shang-Min Tsai說，他是該論文的主要作者，解釋了WASP-39 b大氣中二氧化硫的起源。

在估計溫度為1，600華氏度和主要由氫組成的大氣中，WASP-39 b被認為不適合居住。但這項新工作為尋找宜居星球上潛在生命的證據(jù)指明了道路。

這顆行星靠近其主星 - 比水星離我們的太陽近八倍 - 也使其成為研究主星輻射對系外行星影響的實驗室。更好地了解恒星 - 行星的聯(lián)系應(yīng)該可以更深入地了解這些過程如何創(chuàng)造銀河系中觀察到的行星的多樣性。

韋伯望遠鏡探測到的其他大氣成分包括鈉，鉀和水蒸氣，證實了以前的太空和地面望遠鏡觀測，以及在更長波長下發(fā)現(xiàn)了以前從未見過的其他水特征。

韋伯還看到了更高分辨率的二氧化碳，提供的數(shù)據(jù)是之前觀測報告的兩倍。同時，檢測到一氧化碳，但韋伯數(shù)據(jù)中沒有甲烷和硫化氫的明顯特征。如果存在，這些分子以非常低的水平出現(xiàn)，這對于科學(xué)家進行系外行星化學(xué)清單以更好地了解這些遙遠世界的形成和發(fā)展來說是一個重要的發(fā)現(xiàn)。