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（觀察者網(wǎng)訊）據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）網(wǎng)站8月25日消息，美國(guó)詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡首次在系外行星的大氣中發(fā)現(xiàn)二氧化碳存在的明確證據(jù)。雖然這顆行星是一顆氣態(tài)巨行星，但天文學(xué)家認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)將為未來(lái)觀測(cè)更適合生命存在的類地行星的大氣成分“打開大門”。

NASA網(wǎng)站截圖

聲明稱，目標(biāo)行星名叫WASP-39 b，是距離地球約700光年的一顆氣態(tài)巨行星，圍繞一顆類太陽(yáng)恒星旋轉(zhuǎn)。這顆行星的質(zhì)量與土星接近，直徑是木星的1.3倍。但與太陽(yáng)系內(nèi)的氣態(tài)行星不同，它的軌道非常接近所圍繞的恒星，僅有太陽(yáng)與水星距離的八分之一，公轉(zhuǎn)周期略高于4個(gè)地球日，表面溫度高達(dá)900攝氏度。

天文學(xué)家在2011年通過(guò)凌星法發(fā)現(xiàn)了WASP-39 b，它從恒星前方掠過(guò)時(shí)會(huì)遮擋部分光線，導(dǎo)致恒星亮度周期性地變暗。美國(guó)的斯皮策望遠(yuǎn)鏡和哈勃望遠(yuǎn)鏡先前的觀測(cè)結(jié)果顯示，這顆行星的大氣中存在水蒸汽、鈉和鉀等成分。

WASP-39 b及其所圍繞恒星的想象圖 圖自NASA網(wǎng)站

NASA稱，行星從恒星前方掠過(guò)、遮擋部分光時(shí)，一些星光會(huì)穿過(guò)行星大氣透射。由于大氣中不同成分會(huì)吸收不同的光譜，通過(guò)對(duì)透射光細(xì)微差異的觀測(cè)，可以幫助天文學(xué)家確定行星大氣的成分。從韋伯望遠(yuǎn)鏡的位置來(lái)看，WASP-39 b擁有膨脹的大氣且頻繁掠過(guò)恒星前方，因此是一個(gè)理想的觀測(cè)目標(biāo)。

NASA凌星系外行星研究團(tuán)隊(duì)使用韋伯望遠(yuǎn)鏡的近紅外光譜儀（NIRSpec）探測(cè)了WASP-39 b 的大氣光譜。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)發(fā)布的數(shù)據(jù)，在波長(zhǎng)4.1至4.6微米之間出現(xiàn)了明顯的二氧化碳吸收特征，這是WASP-39 b的大氣中存在二氧化碳的明確證據(jù)。

NASA在聲明中稱，相關(guān)論文將于近期在頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。這一發(fā)現(xiàn)也證明，韋伯望遠(yuǎn)鏡未來(lái)可能有能力觀測(cè)體積更小的系外巖石行星的大氣，尋找其中可能存在的二氧化碳等成分。

NASA發(fā)布的WASP-39 b大氣光譜數(shù)據(jù)圖表

了解行星大氣成分對(duì)于研究行星起源和演化過(guò)程至關(guān)重要。研究團(tuán)隊(duì)成員邁克·萊恩（Mike Line）表示，“通過(guò)測(cè)量二氧化碳特征，我們可以推斷這顆氣態(tài)巨行星的形成使用了多少固態(tài)和氣態(tài)物質(zhì)。未來(lái)十年，韋伯望遠(yuǎn)鏡將對(duì)各種行星進(jìn)行觀測(cè)，為深入了解行星形成原理和分析太陽(yáng)系的獨(dú)特之處提供更多細(xì)節(jié)。”

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、美國(guó)加州大學(xué)圣克魯茲分校天文學(xué)教授娜塔莉·巴塔拉（Natalie Batalha）則表示，“在WASP-39 b上檢測(cè)到如此清晰的二氧化碳信號(hào)，為探測(cè)較小的類地行星上的大氣開了個(gè)好頭。”

法新社稱，盡管這顆氣態(tài)行星無(wú)法支持任何人類已知的生命形式，但成功觀測(cè)到二氧化碳極大的鼓舞了天文學(xué)家。法國(guó)原子能委員會(huì)天體物理學(xué)家皮埃爾-奧利維耶·拉加熱（Pierre-Olivier Lagage）認(rèn)為，“這一發(fā)現(xiàn)將為未來(lái)研究巨大的類地行星或與地球大小接近的行星打開一扇大門。”

歐洲航天局（ESA）還指出，此前從未有任何觀測(cè)設(shè)備能在3至5.5微米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)觀察到如此豐富的細(xì)微差異，成功獲取這部分光譜的數(shù)據(jù)對(duì)于測(cè)量系外行星大氣中水、甲烷、二氧化碳等成分的含量也至關(guān)重要。

耗資100億美元的韋伯望遠(yuǎn)鏡由美國(guó)國(guó)家航空航天局、加拿大航天局和歐洲航天局聯(lián)合研發(fā)，被視為哈勃望遠(yuǎn)鏡的“繼任者”。它于2021年12月25日從法屬圭亞那庫(kù)魯航天中心發(fā)射升空，今年6月正式開始工作。目前，韋伯望遠(yuǎn)鏡位于圍繞日地系統(tǒng)第二拉格朗日點(diǎn)的運(yùn)行軌道，距離地球約150萬(wàn)公里。

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