詹姆斯·韋伯望遠鏡可能在岩質行星的大氣層中探測到了水蒸氣
詹姆斯-韋伯太空望遠鏡(JWST)在另一個星系的一顆行星附近探測到了水蒸氣,這可能標誌著首次直接探測到一顆岩質系外行星的大氣層。但是有一個很大的”如果”籠罩著這個發現。其他行星上是否有生命是有史以來最深刻的科學問題之一,而韋伯可能有設備來最終回答它。
該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。
水蒸氣是可居住性的一個關鍵組成部分,雖然JWST以前在系外行星的大氣層中檢測到了水蒸氣,但它只在類似木星的氣態巨行星中檢測到過,然而這些巨行星沒有固體表面來(實際上)支持生命。但是現在,或許該望遠鏡已經在一顆類似地球的岩石系外行星的大氣中探測到了水蒸氣。
這顆行星位於大約26光年之外,被稱為GJ 486 b,是一顆超級地球,比我們的母星寬約30%,質量大三倍。但是在你收拾行李之前,值得注意的是,那裡的重力會更強,它離它的主星如此之近,表面溫度約為430℃(800°F),而且它被潮汐鎖定,所以在那里居住,就必須在永久的白天或黑夜之間做出選擇。
適居性可能不在考慮之列,但是在GJ 486 b的大氣層中探測到水蒸氣仍然是一件大事。這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,這些非常熱的世界儘管受到來自其宿主恆星的輻射的打擊,但仍能保持其大氣層,這本身就會對其他潛在的宜居行星產生重大影響。
JWST在GJ 486 b上檢測到了似乎是水蒸氣的物質。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。在觀察了其中兩個事件,並通過三種不同的方法分析數據後,該小組確定了一個似乎是水蒸氣的信號。
將韋伯的數據與星斑或系外行星大氣層中的水蒸氣模型進行比較的圖表NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STSCI)
然而,有一個問題。該團隊不能排除水蒸氣信號實際上是來自恆星本身。星斑比恆星表面的其他部分要冷得多,可能是水蒸氣的所在地,包括我們自己的太陽。這可能會產生一個假結果。
該研究的共同作者Ryan MacDonald說:”我們沒有觀察到行星在過境期間穿過任何星斑的證據。但這並不意味著該恆星上的其他地方沒有斑點。而這正是將這種水信號印入數據的物理情景,並可能最終看起來像一個行星大氣層。”
值得慶幸的是,韋伯有辦法進行檢查。它的其他儀器可以在較短的紅外波長下研究該行星,以更好地確定信號來自何處,並弄清該行星是否有大氣層。例如,在即將進行的一項任務中,中紅外儀器(MIDI)將被用來尋找這個星球上最熱的地方。如果沒有大氣層,這個點應該就在白天的中心位置,但是如果有大氣層,熱量將能夠循環,最熱的點將在其他地方。
無論怎樣,這都是一個值得關注的世界。
這項研究將發表在《天體物理學雜誌通訊》(PDF)上: