韋伯望遠鏡目光敏銳 發現恆星系統神祕水蒸氣

【2023年05月03日訊】(記者夏雨綜合報導)美國宇航局(NASA)詹姆斯-韋伯太空望遠鏡(JWST)將敏銳的目光,投射到另一個恆星系統,並在這個系統的一顆岩石行星附近探測到神祕的水蒸氣,這可能標誌著人類首次直接探測到一顆岩質系外行星的大氣層。

韋伯望遠鏡強大的紅外線「眼睛」可以分析遙遠世界的大氣成分,尋找有利於生命的特定元素,或其他可能是生命存在的直接證據。

韋伯太空望遠鏡探測到一顆岩石系外行星周圍的水蒸氣,這顆行星被稱為GJ 486 b,圍繞一顆距離地球26光年的恆星運行,是一顆超級地球,比地球大30%,質量大三倍。現在,天文學家正試圖確定水蒸氣是否是岩石系外行星周圍大氣層存在的指標。

這顆行星的主星是一顆小而冷的紅矮星,它離主星如此之近,以至於GJ 486 b每1.5個地球日繞主星完成一個軌道的運行。因距離主星很近,GJ 486 b表面溫度高達800華氏度(430攝氏度)。天文學家認為這顆行星被潮汐鎖定,這意味著一側始終面向恆星,而另一側是永久的暗夜,類似於月球繞地球運行的方式。

雖然灼熱的溫度使這顆行星不適合居住,但韋伯的近紅外光譜儀對GJ 486 b的觀測揭示了水蒸氣的跡象。這項研究結果被《天體物理學雜誌快報》接受發表。

雖然JWST以前在系外行星的大氣層中檢測到水蒸氣,但它只在類似木星的氣態巨行星中檢測到過,這些巨行星沒有固體表面來支持生命。

當這顆行星穿過恆星的表面時,光線穿過大氣層並產生一個信號,天文學家可以通過分析來計算出其中的元素。韋伯數據分析的結果表明,GJ 486 b周圍存在水蒸氣。

對GJ 486 b來說,適居性可能不在考慮之列,但若證實在這顆行星大氣層中探測到水蒸氣,就是一件里程碑式的事件。因為不僅將是有史以來第一次直接探測到岩質系外行星周圍的大氣層,而且還將表明,這些非常熱的星球儘管受到來自主星輻射的打擊,仍能保持大氣層,這本身就會對其他潛在宜居行星產生重大影響。

因此天文學家正在謹慎地解釋這些發現,因為水蒸氣也可能與恆星本身有關。

研究合著者、馬里蘭州勞雷爾約翰霍普金斯大學應用物理實驗室韋伯觀測項目首席研究員凱文·史蒂文森(Kevin Stevenson)在一份聲明中說:「熱岩石行星大氣中的水蒸氣將代表系外行星科學的重大突破。但我們必須小心,確保這顆恆星不是水蒸氣的來源。」

主要研究作者、亞利桑那大學博士後研究員莎拉·莫蘭(Sarah Moran)在一份聲明中說:「我們看到了一個信號,幾乎可以肯定是水造成的。但我們還不能確定水是否是行星大氣層的一部分,這意味著行星有大氣層,或者我們是否只是看到來自恆星的水信號。」

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