韋伯望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)“蒸汽行星”，是什么樣的？

適合生存嗎？

詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一顆鄰近系外行星，它是我們聞所未聞的“蒸汽世界”

“這是我們第一次觀測到像這樣的行星?！?/p>

（圖解：對這顆由韋伯望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的系外蒸汽行星GJ9827 d的藝術(shù)想象圖。圖源：Robert Lea（與Canva共同創(chuàng)作）。）

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）的新觀測表明，一顆臨近的系外行星是我們所見的此類行星中的第一顆。

（圖解：詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡和它發(fā)現(xiàn)的系外行星。圖源：Joshua Lothringer/ NASA/ Robert Lea （created with Canva））

這顆被厚厚的蒸汽包裹著的系外行星距離地球約100光年。這顆行星被命名為GJ 9827 d，它大約是地球的兩倍大，三倍重，且其大氣層幾乎完全由水蒸氣組成。

Eshan Raul是研究團(tuán)隊(duì)的成員之一，他也是前密歇根大學(xué)本科生、現(xiàn)就讀于威斯康星大學(xué)麥迪遜分校。他在一次發(fā)言中指出：“這是我們第一次看到這樣的事情。這顆行星主要由熱水蒸氣組成，因此我們稱之為'蒸汽世界’。不過需要明確的是，這顆行星的環(huán)境不適合地球上我們所熟悉的生物的生存?！?/p>

長期以來，天文學(xué)家一直有推測過像GJ 9827 d這樣的“蒸汽世界”的存在，但這次是首次觀測到這樣的系外行星。

正如Raul指出的那樣，這顆行星不太可能支持生命的生存，但它可以幫助天文學(xué)家研究大小介于地球和海王星之間的，其他可居住的小型系外行星。

由蒙特利爾大學(xué)Trottier系外行星研究所的Caroline Piaulet Ghorayeb領(lǐng)導(dǎo)的研究小組使用了一種稱為“透射光譜”的技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了GJ 9827 d的蒸汽的性質(zhì)。

透射光譜學(xué)的基礎(chǔ)是元素及其組成的化學(xué)物質(zhì)會(huì)吸收和發(fā)射特征電磁波長的光。當(dāng)恒星發(fā)出的光穿過行星的大氣層時(shí)，大氣層中的元素會(huì)吸收某些波長，在光譜中留下“間隙”。這些間隙就像大氣中特定元素和分子的“指紋”。

到目前為止，天文學(xué)家使用這種方法研究了許多系外行星，發(fā)現(xiàn)它們中的大多數(shù)都擁有由宇宙中最輕、最常見的兩種元素——?dú)浜秃ぁ贾鲗?dǎo)的大氣層。這與太陽系中的氣態(tài)巨行星木星和土星的大氣層相似，但與地球的復(fù)雜大氣層以及我們所知道的支持生命所需的大氣層是明顯不同的。

（圖解：木星。圖源：NASA， ESA， and J。Nichols （University of Leicester））

Piaulet Ghorayeb在發(fā)言中指出：“GJ 9827 d是我們探測到的第一顆富含重分子的行星，就像太陽系的類地行星一樣——這是一個(gè)巨大的進(jìn)步?！?/p>

（圖解：圖中一顆以水為主的行星正圍繞其恒星運(yùn)行。圖源：NASA， ESA， Leah Hustak （STScI）， Ralf Crawford （STScI））

GJ 9827 d于2017年由開普勒太空望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)。這顆系外行星距離其主恒星GJ 9827僅520萬英里（840萬公里），約為地球和太陽之間距離的6％。這樣近的距離意味著GJ 9827 d只需六個(gè)地球日就可以公轉(zhuǎn)一周。圍繞這顆恒星一共發(fā)現(xiàn)了三顆已知系外行星，GJ9827d是其中的第三顆。

2023年，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在GJ 9827 d的大氣層中第一次發(fā)現(xiàn)了這種驚人的水蒸氣的跡象。得益于JWST及其近紅外成像儀和無縫光譜儀（NIRISS）的靈敏度，研究小組發(fā)現(xiàn)，這顆系外行星不僅是有水蒸氣，它簡直就是浸泡在其中！

Raul說：“這事情非常超現(xiàn)實(shí)。一直以來，因?yàn)橛腥思僭O(shè)水可能存在于系外行星，所以我們專門尋找有水的世界。如果這些水蒸氣是真的，那真的會(huì)讓人們想要一探究竟?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，還有更多像GJ 9827 d這樣的行星有待發(fā)現(xiàn)，這表明蒸汽行星和水行星可能非常普遍。

Raul總結(jié)道：“我相信現(xiàn)在正是年輕人進(jìn)入天文學(xué)領(lǐng)域的好時(shí)機(jī)！因?yàn)樵谖衣殬I(yè)生涯的這個(gè)階段，能夠使用到由有史以來最強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡提供的數(shù)據(jù)?！?/p>

相關(guān)知識(shí)

GJ 9827是一顆在天球上位于雙魚座的橙矮星，視星等10。250，根據(jù)視差觀測資料得知該恒星距離地球約99光年（30秒差距）。

天文學(xué)家在開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的K2巡天期間以凌日法發(fā)現(xiàn)GJ 9827周圍有3顆行星存在。直到2017年10月，GJ 9827是以凌日法發(fā)現(xiàn)擁有行星的恒星中距離地球最近的恒星。它的3顆行星（后綴b、c、c）的半徑分別是地球的1。64、1。29與2。08倍，軌道周期分別是1。209、3。648與6。201日（1:3:5 共振）【2】。因?yàn)橄到y(tǒng)中各行星之間距離相當(dāng)近，該系統(tǒng)被認(rèn)為是研究太陽系外行星大氣層的絕佳目標(biāo)。

BY:Robert Lea

FY:Stella Zhang（張姝鈴）

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選文：天文志愿文章組-

翻譯：天文志愿文章組-Stella Zhang（張姝鈴）

審核：天文志愿文章組-

終審：天文志愿文章組-零度星系

排版：天文志愿文章組-零度星系

美觀：天文志愿文章組-

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3.原文來自：https://www./james-webb-space-telescope-steam-exoplanet

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本文由天文志愿文章組- Stella Zhang(張姝鈴)翻譯自文章作者Robert Lea的作品,如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán),請?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除.