韋伯太空望遠(yuǎn)鏡揭示"熱土星"系外行星WASP-39 b的大氣層
（神秘的地球uux.cn）據(jù)cnBeta：新的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)WASP-39 b的觀測(cè)揭示了一個(gè)行星大氣中從未見過的分子--二氧化硫--以及其他細(xì)節(jié)。該望遠(yuǎn)鏡的韋伯望遠(yuǎn)外行高靈敏度儀器陣列被訓(xùn)練在WASP-39 b的大氣層上，這是太空一顆位于大約700光年之外的"熱土星"。熱土星是鏡揭一顆質(zhì)量與土星差不多的系外行星，它緊緊圍繞著一顆恒星運(yùn)行，示系因此它的熱土星表面大氣層溫度很高。
盡管韋伯和其他太空望遠(yuǎn)鏡，韋伯望遠(yuǎn)外行包括哈勃和斯皮策之前已經(jīng)揭示了這顆炙熱行星大氣層的太空孤立成分，但新的鏡揭讀數(shù)提供了一份原子、分子的示系完整名單，甚至觀察到了活躍化學(xué)和云層的熱土星跡象。
哈佛大學(xué)天體物理中心的韋伯望遠(yuǎn)外行天文學(xué)家梅賽德斯-洛佩斯-莫拉萊斯（Mercedes López-Morales）說："數(shù)據(jù)中來自許多不同分子的信號(hào)的清晰度是非常顯著的。我們已經(jīng)預(yù)測(cè)到我們會(huì)看到許多這樣的太空信號(hào)，但是鏡揭，當(dāng)我第一次看到這些數(shù)據(jù)時(shí)，示系我仍然感到敬畏。"
最新的數(shù)據(jù)還暗示了系外行星中的這些云層在近處可能是什么樣子的：被打散，而不是在行星上形成單一的、均勻的毯子。這些發(fā)現(xiàn)預(yù)示著韋伯有能力對(duì)系外行星--其他恒星周圍的行星--進(jìn)行科學(xué)家所希望的廣泛調(diào)查。這包括探測(cè)像TRAPPIST-1系統(tǒng)中的那些較小的巖質(zhì)行星的大氣層。
加州大學(xué)圣克魯茲分校的天文學(xué)家Natalie Batalha說："我們用多種儀器觀測(cè)了這顆系外行星，這些儀器共同提供了廣泛的紅外光譜和一系列在韋伯之前無法獲得的化學(xué)指紋。像這樣的數(shù)據(jù)是一個(gè)游戲規(guī)則的改變者"。

韋伯空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)WASP-39 b的觀測(cè)顯示了大氣中的二氧化硫。這是第一次在系外行星的大氣層中檢測(cè)到這種物質(zhì)。資料來源：Melissa Weiss/天體物理學(xué)中心 | 哈佛大學(xué)和史密森學(xué)會(huì)
這一系列的發(fā)現(xiàn)詳見一組新提交的科學(xué)論文，可在預(yù)印本服務(wù)器arXiv上查閱。在這些史無前例的發(fā)現(xiàn)中，最值得關(guān)注的是首次在系外行星的大氣中發(fā)現(xiàn)了二氧化硫，這是一種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(hù)性臭氧層是以類似的方式產(chǎn)生的。
美國(guó)宇航局哈勃研究員、天體物理學(xué)中心的天文學(xué)家和發(fā)現(xiàn)二氧化硫的團(tuán)隊(duì)的核心成員戴安娜-鮑威爾說："對(duì)二氧化硫的驚人探測(cè)最終證實(shí)了光化學(xué)塑造了熱土星的氣候。地球的氣候也是由光化學(xué)形成的，所以我們的星球與'熱土星'的共同點(diǎn)比我們以前知道的要多！"
哈佛大學(xué)的研究生和天體物理學(xué)中心的研究員Jea Adams分析了確認(rèn)二氧化硫信號(hào)的數(shù)據(jù)。
亞當(dāng)斯說："作為系外行星大氣層領(lǐng)域的早期研究人員，能夠參與這樣的探測(cè)是非常令人興奮的。分析這個(gè)數(shù)據(jù)的過程感覺很神奇。我們?cè)谠缙诘臄?shù)據(jù)中看到了這個(gè)特征的暗示，但是這個(gè)更高精度的儀器清楚地揭示了SO2的特征，幫助我們解決了這個(gè)難題。"

美國(guó)宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)揭示了熱氣巨行星WASP-39 b的大氣成分。這張圖顯示了來自韋伯的三個(gè)儀器在四種儀器模式下運(yùn)行的四張透射光譜圖。在左上方，來自NIRISS的數(shù)據(jù)顯示了鉀（K）、水（H2O）和一氧化碳（CO）的指紋。在右上方，來自NIRCam的數(shù)據(jù)顯示了一個(gè)突出的水特征。在左下方，NIRSpec的數(shù)據(jù)顯示了水、二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2）和一氧化碳（CO）。在右下方，額外的NIRSpec數(shù)據(jù)顯示了所有這些分子以及鈉（Na）。資料來源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STSCI）。
WASP-39 b的溫度估計(jì)為1600華氏度，其大氣層主要由氫組成，顯然不適合居住。這顆系外行星已被比作土星和木星，其質(zhì)量與土星相似，但總體大小與木星一樣大。但是新的工作為在一顆宜居行星上找到潛在生命的證據(jù)指明了方向。這顆行星離它的主星很近--比水星離我們的太陽還近八倍--也使它成為研究主星輻射對(duì)系外行星影響的實(shí)驗(yàn)室。對(duì)恒星與行星之間的聯(lián)系有了更好的了解，應(yīng)該能更深入地理解這些過程是如何創(chuàng)造出銀河系中觀察到的行星的多樣性的。
韋伯探測(cè)到的其他大氣成分包括鈉、鉀和水蒸氣，證實(shí)了以前的空間和地面望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果，并在更長(zhǎng)的波長(zhǎng)下發(fā)現(xiàn)了以前沒有看到過的額外的水特征。
韋伯還以更高的分辨率看到了二氧化碳，所提供的數(shù)據(jù)是其以前觀測(cè)報(bào)告的兩倍。同時(shí)，檢測(cè)到了一氧化碳，但是數(shù)據(jù)中沒有甲烷和硫化氫的明顯特征。如果存在的話，這些分子的含量非常低，這對(duì)于科學(xué)家們清點(diǎn)系外行星的化學(xué)成分，以便更好地了解這些遙遠(yuǎn)世界的形成和發(fā)展，是一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)。
捕捉WASP-39 b的大氣層的如此廣泛的光譜是一次科學(xué)之旅，因?yàn)橐粋€(gè)數(shù)百人的國(guó)際團(tuán)隊(duì)獨(dú)立分析了來自韋伯的四個(gè)精細(xì)校準(zhǔn)的儀器模式的數(shù)據(jù)。然后他們對(duì)自己的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的相互比較，產(chǎn)生了更多科學(xué)上的細(xì)微成果。
韋伯用紅外光觀察宇宙，在人眼無法看到的光譜紅端；這使望遠(yuǎn)鏡能夠采集到在可見光中無法檢測(cè)到的化學(xué)指紋。這三個(gè)儀器中的每一個(gè)甚至在其名稱中都有一些紅外的"IR"字樣：NIRSpec、NIRCam和NIRISS。
為了看到來自WASP-39 b的光線，韋伯跟蹤了這顆行星，因?yàn)樗谄浜阈乔懊娼?jīng)過，允許恒星的一些光線通過行星的大氣層。大氣層中不同類型的化學(xué)物質(zhì)會(huì)吸收不同顏色的星光光譜，因此缺失的顏色會(huì)告訴天文學(xué)家哪些分子是存在的。
通過如此精確地解析系外行星的大氣層，韋伯儀器的表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了科學(xué)家的預(yù)期--并承諾在銀河系中各種各樣的系外行星中進(jìn)行探索的新階段。
洛佩斯-莫拉萊斯說："我期待著看到我們?cè)谛⌒完懙匦行堑拇髿鈱又邪l(fā)現(xiàn)什么。"
相關(guān)：科學(xué)家解析出系外行星大氣全貌
（神秘的地球uux.cn）據(jù)參考消息網(wǎng)：美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)網(wǎng)站11月24日?qǐng)?bào)道，科學(xué)家說，系外行星“熱土星”的新數(shù)據(jù)“改變游戲規(guī)則”。
詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡捕捉到了一顆遙遠(yuǎn)行星大氣的詳細(xì)分子和化學(xué)特征，這對(duì)系外行星科學(xué)界來說是又一項(xiàng)創(chuàng)舉。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，WASP-39b（又名博卡普林斯行星）圍繞約700光年外的一顆恒星旋轉(zhuǎn)。美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）稱，這是一顆質(zhì)量與土星相當(dāng)、溫度很高的系外行星。
新數(shù)據(jù)讓科學(xué)家能全面解析博卡普林斯行星的大氣。
致力于這項(xiàng)新研究并幫助協(xié)調(diào)各方工作的美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣克魯斯分校天文學(xué)家納塔莉·巴塔利亞說：“我們用多種儀器觀測(cè)到了這顆系外行星，這些儀器協(xié)同工作，提供了廣泛的紅外光譜，以及在此次任務(wù)之前無法探測(cè)到的全套化學(xué)‘指紋’。這樣的數(shù)據(jù)會(huì)改變游戲規(guī)則。”
新數(shù)據(jù)提供了系外行星大氣中存在二氧化硫的首個(gè)信號(hào)。二氧化硫是由母恒星及其高能光線所引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)生成的分子。
英國(guó)牛津大學(xué)研究人員蔡尚閔（音）在NASA發(fā)布的一篇新聞稿中說：“這是我們第一次看到系外行星上發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)——即由高能恒星光線所引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)——的具體證據(jù)。我認(rèn)為，這預(yù)示著前景非常光明，有望增進(jìn)我們對(duì)系外行星大氣的了解。”
在博卡普林斯行星大氣中探測(cè)到的其他物質(zhì)包括鈉、鉀和水蒸氣，這證實(shí)了此前其他太空和地面望遠(yuǎn)鏡——包括哈勃望遠(yuǎn)鏡——的觀測(cè)結(jié)果。
擁有如此完整的系外行星大氣化學(xué)成分名冊(cè)讓我們得以深入了解這顆行星——或許還有其他行星——是如何形成的。
NASA稱，韋布望遠(yuǎn)鏡詳細(xì)描述了這顆系外行星的大氣，其表現(xiàn)超出了科學(xué)家的預(yù)期，且預(yù)示著人們對(duì)各種系外行星的探索有望進(jìn)入新階段。
美國(guó)康奈爾大學(xué)研究員、分析韋布望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)的國(guó)際小組成員勞拉·弗拉格在一份聲明中說：“我們將能看到系外行星大氣的全貌。得知一切將被改寫，令人無比興奮。這就是當(dāng)科學(xué)家的好處之一。”

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