这颗类地系外行星是第一颗被证实有大气层的行星

自然新闻文章 新闻ˌ消息 2024年5月8日 这颗类地系外行星是第一颗被证实有大气层的行星 正如我们所知，55 Cancri e太热了，无法支持生命，但它可能提供有关地球形成的线索。 作者:苏米特·库尔卡尼

行星55 Cancri e（艺术家的印象）的轨道非常靠近它的恒星。鸣谢:马克·加尔利克/科学图片库 天文学家表示，他们使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）首次探测到太阳系外一颗岩石行星周围的大气层。虽然这颗行星无法支持我们所知的生命，部分原因是它可能被岩浆海洋覆盖，但科学家可能会从中了解到地球早期历史的一些信息——地球也是一颗岩石行星，曾经是熔融的。 剑桥麻省理工学院的行星科学家萨拉·西格说，在类地行星周围找到一个气态外壳是系外行星研究的一个重大里程碑。她没有参与这项研究。地球稀薄的大气层对维持生命至关重要，能够在类似的类地行星上发现大气层是寻找太阳系以外生命的重要一步。 JWST调查的这颗行星名为55 Cancri e，围绕一颗距地球12.6秒差距的类日恒星运行，被认为是一颗超级地球，一颗比地球稍大的类地行星——在这种情况下，半径约为地球的两倍，重量为地球的八倍多。根据今天发表在《自然》杂志上的一篇论文，它的大气层可能富含二氧化碳或一氧化碳，其厚度“高达地球半径的百分之几”。 一颗神秘的星球 55 Cancri e不适合居住的另一个原因是它离它的恒星非常近——大约是地球到太阳距离的65分之一。然而，“它可能是研究最多的岩石行星”，加州帕萨迪纳喷气推进实验室（JPL）的天体物理学家亚伦·贝洛-阿鲁夫说，他也是该论文的作者之一。它的主星在我们的夜空中很亮，因为它对于一颗岩石行星来说很大，所以比太阳系外的其他行星更容易研究。“天文学中你能想到的每一台望远镜或仪器都在某个时候指向过这颗行星，”贝洛-阿鲁夫说。 55 Cancri e被研究得如此之好，以至于在2021年12月发射后，工程师们将天文台的红外光谱仪对准它进行测试。这些仪器可以探测行星周围气体的化学指纹，因为它们吸收星光中的红外波长。贝洛-阿鲁夫和他的同事们随后决定深入挖掘，以确认这颗行星是否有大气层。 在最近的观测之前，天文学家已经改变了他们的想法大约55次。这颗行星是在20042年发现的。起初，研究人员认为它可能是一颗类似木星的气体巨星的核心。但在2011年，斯皮策太空望远镜观察到这颗行星从其恒星3前经过，研究人员发现55 Cancri e实际上比一颗气体巨星小得多、密度大得多，这使它成为一颗岩石超级地球。

显示地球、55颗巨蟹座行星和海王星的图形，以及它们的大小和其他属性的一些统计数据。 55 Cancri e比地球稍大一点，但比太阳系的巨行星（如海王星）小得多。致谢:美国国家航空航天局、欧空局、加空局、Dani Player（STScI） 几年后，研究人员注意到，对于一颗离其恒星如此之近的行星来说，55°的冰比应有的温度要低，这表明它可能有大气层。一种假设是地球是一个被超临界水分子包围的“水世界”；另一个原因是它被主要由氢和氦5组成的广阔的原始大气所包围。但这些想法最终被证明是错误的。 JPL大学的行星科学家、最新研究的合著者于人·胡（音译）表示，距离恒星如此之近的行星会受到恒星风的轰击，很难留住大气中的挥发性分子。他表示，仍有两种可能性。首先，这颗行星完全干燥，有一层由汽化岩石构成的超薄大气。第二，它有厚厚的大气层，由较重的挥发性分子组成，不容易流失。更清晰的画面 最新数据表明，55 Cancri e的大气中含有碳基气体，这指向了选项二。西格说，该小组收集了大气的真实证据，但需要更多的观察来确定其全部成分、存在的气体相对数量及其精确厚度。 加州斯坦福大学的行星地质学家劳拉·谢弗对了解55 Cancri e的大气如何与行星表面下的物质相互作用很感兴趣。该研究的作者说，大气仍有可能受到恒星风的侵蚀，但气体可能会通过岩浆海洋中岩石的融化和脱气得到补充。 “地球可能经历了至少一个岩浆海洋阶段，也许是几个阶段，”谢弗说。“拥有岩浆海洋的现代实例可以帮助我们了解太阳系的早期历史。”https://doi.org/10.1038/d41586-024-01332-w参考 1.胡等。自然。（2024）。 文章 谷歌学术 2.麦克阿瑟，B. E .等人。J. 614，L81（2004年）。 文章 谷歌学术 3.德莫里，b-o等人。天体物理学。533，A114（2011年）。 文章 谷歌学术 4.Tsiaras，a .等人。第820和99页（2016年）。 文章 谷歌学术 5.吉伦，m .等人。天体物理学。539，A28（2012）。 文章 谷歌学术