美國太空總署最強大的太空望遠鏡已經確定了系外行星大氣層的分子和化學特徵,這再次證明了其揭開宇宙奧秘的能力。
詹姆斯韋伯望遠鏡自今年早些時候發射以來一直令太空觀察者驚嘆不已,其強大的紅外線功能為科學家提供了一扇進入以前看不見的深空的窗口。
其紅外線感測器提供的功能之一是發現遙遠世界的「化學指紋」。
美國國家航空暨太空總署 (NASA) 首次宣布,它發現了一顆圍繞 700 光年外恆星運行的土星大小行星上的原子、分子、活性化學跡象甚至雲的完整讀數。
這項發現背後的科學家表示,這些發現對於未來對繞其他恆星運行的行星大氣層的研究來說是個好兆頭,其中包括可能存在生命的岩石行星。
詹姆斯韋伯和其他太空望遠鏡先前已經揭示了這顆熾熱行星大氣層的孤立成分。
但其最新的讀數更詳細,甚至可以了解地球周圍的雲層可能會是什麼樣子。人們相信它們可能會被分解,而不是在地球上形成一個統一的毯子。
“熱土星”
這顆行星被稱為 WASP-39 b,被稱為“熱土星”,其大小與太陽系鄰居相似,但其軌道更接近其恆星,比水星與太陽的軌道更緊密。
當 WASP-39 b 從其恆星前方經過時,韋伯對其進行了跟踪,從而使部分恆星的光線能夠透過行星的大氣層。
大氣中不同類型的化學物質吸收星光光譜的不同顏色,因此缺失的顏色告訴天文學家哪些分子存在。
加州大學聖克魯斯分校天文學家娜塔莉·巴塔利亞(Natalie Batalha) 表示:「我們用多種儀器觀測了這顆系外行星,這些儀器共同提供了在[這次任務]之前無法所獲得的大範圍紅外光譜和化學指紋。
「像這樣的數據將改變遊戲規則」。
這些發現包括首次在系外行星大氣中檢測到二氧化硫(SO2),這是由來自行星母星的高能量光引發的化學反應產生的分子。
在地球上,高層大氣中的臭氧層是以類似的方式形成的。
牛津大學研究員蔡尚民 (Shang-Min Tsai) 表示:“這是我們第一次在系外行星上看到光化學的具體證據,即由高能恆星光引發的化學反應。”
「我認為這對於增進我們對系外行星大氣的理解來說是一個非常有前途的前景」。
這促使科學家改進了光化學數據的建模,他們說這將有助於建立技術知識來解釋未來系外行星宜居的潛在跡象。
巴塔利亞說:“行星是通過在主恆星的輻射浴中繞軌道運行而被塑造和改變的。” 「在地球上,這些轉變讓生命得以蓬勃發展」。
這些發現在五篇新的科學論文中進行了詳細介紹,其中三篇已發表,其中兩篇正在接受同行評審。