新的韋伯太空望遠鏡對WASP-39 b的觀測揭示了一個行星大氣中從未見過的分子–二氧化硫–以及其他細節。該望遠鏡的高靈敏度儀器陣列被訓練在WASP-39 b的大氣層上，這是一顆位於大約700光年之外的”熱土星”。熱土星是一顆質量與土星差不多的系外行星，它緊緊圍繞著一顆恆星運行，因此它的表面大氣層溫度很高。

儘管韋伯和其他太空望遠鏡，包括哈勃和斯皮策之前已經揭示了這顆炙熱行星大氣層的孤立成分，但新的讀數提供了一份原子、分子的完整名單，甚至觀察到了活躍化學和雲層的跡象。

哈佛大学天体物理中心的天文学家梅赛德斯-洛佩斯-莫拉莱斯（Mercedes López-Morales）说：”数据中来自许多不同分子的信号的清晰度是非常显著的。我们已经预测到我们会看到许多这样的信号，但是，当我第一次看到这些数据时，我仍然感到敬畏。”

最新的數據還暗示了系外行星中的這些雲層在近處可能是什麼樣子的：被打散，而不是在行星上形成單一的、均勻的毯子。這些發現預示著韋伯有能力對系外行星–其他恆星周圍的行星–進行科學家所希望的廣泛調查。這包括探測像TRAPPIST-1系統中的那些較小的岩質行星的大氣層。

加州大學聖克魯茲分校的天文學家Natalie Batalha說：”我們用多種儀器觀測了這顆系外行星，這些儀器共同提供了廣泛的紅外光譜和一系列在韋伯之前無法獲得的化學指紋。像這樣的數據是一個遊戲規則的改變者”。

韋伯空間望遠鏡對WASP-39 b的觀測顯示了大氣中的二氧化硫。這是第一次在系外行星的大氣層中檢測到這種物質。資料來源：Melissa Weiss/天體物理學中心| 哈佛大學和史密森學會

這一系列的發現詳見一組新提交的科學論文，可在預印本服務器arXiv上查閱。在這些史無前例的發現中，最值得關注的是首次在系外行星的大氣中發現了二氧化硫，這是一種由行星母星的高能光引發的化學反應產生的分子。在地球上，高層大氣中的保護性臭氧層是以類似的方式產生的。

美國宇航局哈勃研究員、天體物理學中心的天文學家和發現二氧化硫的團隊的核心成員戴安娜-鮑威爾說：”對二氧化硫的驚人探測最終證實了光化學塑造了熱土星的氣候。地球的氣候也是由光化學形成的，所以我們的星球與’熱土星’的共同點比我們以前知道的要多！”

哈佛大學的研究生和天體物理學中心的研究員Jea Adams分析了確認二氧化硫信號的數據。

亞當斯說：”作為系外行星大氣層領域的早期研究人員，能夠參與這樣的探測是非常令人興奮的。分析這個數據的過程感覺很神奇。我們在早期的數據中看到了這個特徵的暗示，但是這個更高精度的儀器清楚地揭示了SO2的特徵，幫助我們解決了這個難題。”

美國宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡已經揭示了熱氣巨行星WASP-39 b的大氣成分。這張圖顯示了來自韋伯的三個儀器在四種儀器模式下運行的四張透射光譜圖。在左上方，來自NIRISS的數據顯示了鉀（K）、水（H2O）和一氧化碳（CO）的指紋。在右上方，來自NIRCam的數據顯示了一個突出的水特徵。在左下方，NIRSpec的數據顯示了水、二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2）和一氧化碳（CO）。在右下方，額外的NIRSpec數據顯示了所有這些分子以及鈉（Na）。資料來源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STSCI）。

WASP-39 b的溫度估計為1600華氏度，其大氣層主要由氫組成，顯然不適合居住。這顆系外行星已被比作土星和木星，其質量與土星相似，但總體大小與木星一樣大。但是新的工作為在一顆宜居行星上找到潛在生命的證據指明了方向。這顆行星離它的主星很近–比水星離我們的太陽還近八倍–也使它成為研究主星輻射對系外行星影響的實驗室。對恆星與行星之間的聯繫有了更好的了解，應該能更深入地理解這些過程是如何創造出銀河系中觀察到的行星的多樣性的。

韋伯探測到的其他大氣成分包括鈉、鉀和水蒸氣，證實了以前的空間和地面望遠鏡的觀測結果，並在更長的波長下發現了以前沒有看到過的額外的水特徵。

韋伯還以更高的分辨率看到了二氧化碳，所提供的數據是其以前觀測報告的兩倍。同時，檢測到了一氧化碳，但是數據中沒有甲烷和硫化氫的明顯特徵。如果存在的話，這些分子的含量非常低，這對於科學家們清點系外行星的化學成分，以便更好地了解這些遙遠世界的形成和發展，是一個重要的發現。

捕捉WASP-39 b的大氣層的如此廣泛的光譜是一次科學之旅，因為一個數百人的國際團隊獨立分析了來自韋伯的四個精細校準的儀器模式的數據。然後他們對自己的發現進行了詳細的相互比較，產生了更多科學上的細微成果。

韋伯用紅外光觀察宇宙，在人眼無法看到的光譜紅端；這使望遠鏡能夠採集到在可見光中無法檢測到的化學指紋。這三個儀器中的每一個甚至在其名稱中都有一些紅外的”IR”字樣：NIRSpec、NIRCam和NIRISS。

為了看到來自WASP-39 b的光線，韋伯跟踪了這顆行星，因為它在其恆星前面經過，允許恆星的一些光線通過行星的大氣層。大氣層中不同類型的化學物質會吸收不同顏色的星光光譜，因此缺失的顏色會告訴天文學家哪些分子是存在的。

通過如此精確地解析系外行星的大氣層，韋伯儀器的表現遠遠超出了科學家的預期–並承諾在銀河系中各種各樣的系外行星中進行探索的新階段。

洛佩斯-莫拉萊斯說：”我期待著看到我們在小型陸地行星的大氣層中發現什麼。”