美國國家航空航天局的哈勃在小型系外行星GJ 9827d的大氣中發現了水蒸氣
時間：2025-12-10 06:57:27 來源：桑間濮上網 作者：休閑 閱讀：764次
這是藝術家繪制的系外行星GJ 9827d的概念圖，這是航空航天哈勃在大氣中檢測到水蒸氣的最小的系外行星。這顆行星可能是小型系外行星現水我們銀河系其他地方富含水的潛在行星的一個例子。這顆行星的的大氣直徑只有地球的兩倍左右，圍繞紅矮星GJ 9827運行。中發蒸氣系統中的美國兩顆內行星位于左側。背景恒星被繪制成肉眼可以看到的航空航天哈勃朝向太陽的樣子。太陽太暗了，小型系外行星現水看不見。的大氣右上角的中發蒸氣藍色星星是軒轅十四；中間底部的黃色星星是天津四。右下角的美國藍色星星是角宿一。獅子座在左邊，航空航天哈勃處女座在右邊。小型系外行星現水從97光年外的的大氣地球視角來看，這兩個星座都是中發蒸氣扭曲的。圖像：uux.cn/美國國家航空航天局/歐空局/利亞·胡斯塔克/拉爾夫·克勞福德
（神秘的地球uux.cn）據美國宇航局（哈勃任務小組）：天文學家使用美國國家航空航天局的哈勃太空望遠鏡觀測到了最小的系外行星，在該行星的大氣中檢測到了水蒸氣。行星GJ 9827d的直徑大約只有地球的兩倍，它可能是銀河系其他地方富含水的潛在行星的一個例子。
蒙特利爾大學特羅蒂埃系外行星研究所的研究小組成員比約恩·本內克說:“這將是我們第一次可以通過大氣探測直接表明，這些富含水的大氣行星實際上可以存在于其他恒星周圍。”“這是朝著確定巖石行星上大氣的普遍性和多樣性邁出的重要一步。”
德國海德堡馬克斯·普朗克天文研究所的聯合首席研究員勞拉·克萊德伯格補充說:“在這么小的行星上發現水是一個里程碑式的發現。”“它比以往任何時候都更接近于描繪真正的類地世界。“
然而，現在還為時過早，無法判斷哈勃望遠鏡是否在膨脹的富氫大氣中測量到少量水蒸氣，或者該行星的大氣是否主要由水組成，這些水是原始氫/氦大氣在恒星輻射下蒸發后留下的。
“我們的觀測項目由堪薩斯州勞倫斯市堪薩斯大學的首席研究員伊恩·克羅斯菲爾德領導，專門設計的目標不僅是探測行星大氣中的分子，而且實際上專門尋找水蒸氣。《科學》論文的第一作者、蒙特利爾大學特羅蒂埃系外行星研究所的皮埃爾-亞歷克西斯·羅伊說:“無論水蒸氣在以氫氣為主的大氣中占主導地位還是只是一個微小的物種，這兩種結果都將令人興奮。”
“直到現在，我們還無法直接探測到這樣一顆小行星的大氣層。我們現在正在慢慢進入這一體制，”本內克補充道。“在某個時候，當我們研究較小的行星時，必須有一個過渡，在這個過渡中，這些小世界上不再有氫，它們的大氣層更像金星（由二氧化碳主導）。”
因為這顆行星和金星一樣熱，達到800華氏度，如果大氣層主要是水蒸氣，它肯定會是一個不適宜居住的蒸汽世界。
目前球隊只剩下兩種可能。一種情況是這顆行星仍然附著在富含氫和水的大氣中，使其成為一顆迷你海王星。或者，它可能是木星的衛星歐羅巴的溫暖版本，其地殼下的水含量是地球的兩倍。“GJ 9827d行星可能一半是水，一半是巖石。在一些較小的巖石體頂部會有大量的水蒸氣。
如果這顆行星有殘留的富含水的大氣層，那么它一定是在距離其宿主恒星更遠的地方形成的，那里的溫度較低，水以冰的形式存在。在這種情況下，行星會遷移到離恒星更近的地方，并接受更多的輻射。氫被加熱后逃逸了，或者仍在逃離地球微弱的引力。另一種理論認為，這顆行星是在靠近熱恒星的地方形成的，其大氣中有微量的水。
哈勃計劃在三年的時間里觀測了11次凌日——行星從其恒星前面穿過的事件。在凌日期間，星光通過行星的大氣層過濾，并具有水分子的光譜指紋。如果行星上有云，它們在大氣中的位置足夠低，因此不會完全隱藏哈勃望遠鏡對大氣的觀察，哈勃望遠鏡能夠探測云層上方的水蒸氣。
加州硅谷美國國家航空航天局艾姆斯研究中心的天體物理學家托馬斯·格林說:“觀察水是發現其他東西的途徑。”“哈勃的這一發現為美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡未來對這類行星的研究打開了大門。JWST可以通過額外的紅外觀測看到更多的東西，包括一氧化碳、二氧化碳和甲烷等含碳分子。一旦我們獲得了行星元素的總清單，我們就可以將其與它所圍繞的恒星進行比較，并了解它是如何形成的。”
GJ 9827d是由美國國家航空航天局的開普勒太空望遠鏡在2017年發現的。它每6.2天繞紅矮星運行一周。恒星GJ 9827位于雙魚座，距離地球97光年。
哈勃太空望遠鏡是美國國家航空航天局和歐空局的一個國際合作項目。位于馬里蘭州格林貝爾特的美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心負責管理這臺望遠鏡。馬里蘭州巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所（STScI）負責哈勃和韋伯科學項目。位于華盛頓特區的天文學研究大學協會為美國國家航空航天局運作STScI。
(責任編輯：探索)
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