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发布日期：2024-06-27 作者：开博
天文学家利用詹姆斯 韦伯太空千里镜（JWST），初次探测到太阳系外一颗岩石行星的年夜气层，富含二氧化碳或一氧化碳。虽然该行星可能被岩浆海洋笼盖，没法保持生命，但对其研究可促进对地球初期汗青的领会。相干论文5月8日颁发在《天然》。
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55Cancri e 离恒星很近的艺术图。图片来历：Mark Garlick/Science Photo Library
没有介入这项研究的美国麻省理工学院的行星科学家Sara Seager说，在类地行星四周发现年夜气层是系外行星研究的一个主要里程碑。地球淡薄的年夜气层对保持生命相当主要，可以或许发现近似类地行星上的年夜气层是寻觅太阳系之外生命的主要一步。
JWST探测到的这颗行星名为55 Cancri e，它环绕着一颗12.6秒差距的类太阳恒星运行，被认为是一个超等地球。这颗比地球稍年夜的类地行星，半径约为地球的两倍，重量是地球的8倍多，年夜气层厚度约为地球半径的百分之几。
55 Cancri e不合适栖身的另外一个缘由是它离恒星很近——年夜约是地球到太阳距离的1/65。但是，美国喷气推动尝试室（JPL）的天体物理学家、论文合著者Aaron Bello Arufe说，它多是研究最多的岩石行星。它对岩石行星来讲年夜良多，所以比太阳系外其他行星更轻易研究。
55 Cancri e颠末了充实的研究，JWST在2021年12月发射后，工程师将天文台的红外光谱仪指向它进行测试。这些仪器可以探测行星四周气体接收星光红外波长时的化学指纹。Bello-Arufe和同事随后决议进行更深切地发掘，以确认这颗行星是不是有年夜气层。
在比来的不雅测之前，天文学家已无数次改变对55 Cancrie的观点。这颗行星在2004年被发现。开初，研究人员认为它多是一个近似木星的气态巨星的焦点。但在2011年，斯皮策太空千里镜在这颗行星从其恒星前方颠末时对其进行了不雅测发现，55 Cancri e现实上比一颗气态巨星小很多，密度也年夜很多，是一颗岩石超等地球。
几年后，研究人员留意到，对一颗离其恒星如斯之近的行星来讲，55 Cancri e的温度比它应有的温开博体育度低，这注解它可能有年夜气层。一种假定是，这颗行星是一个被超临界水份子包抄的“水世界”；另外一种假定是，它被一个首要由氢和氦构成的膨胀的原始年夜气所包抄。但这些设法终究都被颠覆了。
JPL的行星科学家、论文合著者胡仁宇（音）说，一颗离恒星如斯之近的行星会遭到恒星风的轰击，很难捉住年夜气层中的挥发性份子。这存在两种可能性，起首，这颗行星是完全干燥的，有一层由蒸发岩石构成的超薄年夜气层；其次，它有一个由较重的挥发性份子构成的厚厚的年夜气层，这些份子不轻易流掉。
最新数据注解，55 Cancri e的年夜气中含有碳基气体，这指向了第二种可能。Seager说，该团队搜集了年夜气层的真实证据，但还需要进行更多不雅测来肯定其完全成份、存在气体的相对数目和其切确厚度。
美国斯坦福年夜学的行星地质学家Laura Schaefer有爱好领会55 Cancri e的年夜气层若何与行星概况下的物资彼此感化。他说，年夜气仍有可能被恒星风腐蚀，但岩浆海洋中岩石的熔化和释放可能会弥补气体。
“地球可能最少履历了一个岩浆-海洋阶段，或许是几个。”Schaefer说，“具有岩浆海洋的现实例子可以帮忙我们领会太阳系的初期汗青。”
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x
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