在距離我們太陽系約96 光年遠的一顆氣體”矮”系外行星的大氣層中，存在著令人驚訝的黃色二氧化硫霧，這使得這顆行星成為科學家們試圖了解世界是如何形成的首要目標。 GJ 3470 b是一顆氣體矮星，它的大氣層中意外地含有二氧化硫。這項發現為行星的形成和化學反應提供了啟示。

在氣態系外行星GJ 3470 b上發現的充滿硫磺的大氣層（如圖所示，圍繞其位於巨蟹座的恆星運行）可以幫助研究人員弄清它（以及類似行星）是如何形成的。圖片來源：威斯康辛大學麥迪遜分校

天文學家是在2012年發現這顆名為GJ 3470 b的行星的，當時這顆行星的影子穿過了它所環繞的恆星。 GJ 3470 b 位於巨蟹座，大小約為海王星的一半，質量是地球的10 倍。在這段期間的幾年裡，研究人員利用哈伯和史匹哲太空望遠鏡收集了關於這顆行星的數據，並在最近利用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡進行的一對觀測中達到了頂峰。

太陽系外的行星（系外行星）如GJ 3470 b是研究者想知道行星是如何產生的有趣課題。理想情況下，天文學家會捕捉到恆星發出的光線，這些光線會穿過行星大氣層的邊緣。這樣，他們就可以對光的成分或光譜進行測量，讀出大氣層中有趣的分子所特有的尖峰和凹點。

托馬斯-比蒂是威斯康辛大學麥迪遜分校天文學助理教授。資料來源：威斯康辛大學麥迪遜分校

二氧化硫罕見的發現

威斯康辛大學麥迪遜分校天文學教授托馬斯-比蒂說：”問題是，每個人在觀察這些行星時，通常都會看到平直的線條。但是當我們觀察這顆行星時，我們真的沒有看到一條平線。

他們看到了水、二氧化碳、甲烷和二氧化硫的證據，比蒂今天在麥迪遜舉行的美國天文學會第244 次會議上介紹了這些發現，他不久將與來自亞利桑那州立大學、亞利桑那大學、美國國家航空航天局艾姆斯研究中心和其他組織的合著者一起在《天文物理學期刊通訊》上發表這些發現。

GJ 3470 b是最輕、最冷（平均溫度僅攝氏325度，即華氏600多度）、含有二氧化硫的系外行星。當來自附近恆星的輻射將硫化氫的成分炸得四分五裂時，硫化氫就會開始尋找新的分子夥伴。

比蒂說：”我們沒想到會在這麼小的行星上看到二氧化硫，在我們意想不到的地方看到這種新分子令人興奮，因為它為我們提供了一種新的方法來弄清楚這些行星是如何形成的，小行星尤其有趣，因為它們的組成確實取決於行星形成過程的發生方式。 “比蒂在加入華大麥迪遜分校教師隊伍之前曾擔任詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的儀器科學家。

行星形成過程

了解這一過程是比蒂研究的重點之一。這就有點像偷窺麵包師傅，只在他們開始工作的時候偷窺，快到吃甜點的時候再偷窺。

他說：”在我們的桌子上，擺放著製作蛋糕的所有原料，以及蛋糕成品。現在，我們能否透過測量蛋糕中的成分，找出配方，即把原料變成最終產品的步驟呢？ “像比蒂這樣的天文學家希望他們能夠做到這一點：透過觀察系外行星中的成分，找出行星形成的秘訣。在像GJ 3470 b這樣小的行星中發現二氧化硫，讓我們在行星形成成分錶上又多了一項重要內容。

獨特的軌道與遷徙歷史

在GJ 3470 b的情況中，還有其他一些有趣的特徵，可能有助於完善這個配方。這顆行星繞著恆星運行的軌道幾乎越過了恆星的兩極，也就是說，它的運行軌跡與系統中行星的預期運行軌跡成90 度角。它離恆星的距離也出奇地近，近到恆星發出的光將GJ 3470 b 的大量大氣層吹向太空。這顆行星自形成以來可能已經失​​去了約40%的質量。

這個近在咫尺的偏離軌道表明，GJ 3470 b 曾經在其星系中的某個地方，在某個時刻，這顆行星與另一顆行星的引力糾纏在一起，被拉入了一條新的軌道，最終在另一個鄰近地區定居。

比蒂說：「導致這種極地軌道的遷移歷史以及所有這些質量的損失–這些都是我們通常不了解的其他系外行星目標，這些是創造這顆特殊行星的配方中的重要步驟，可以幫助我們了解像它這樣的行星是如何形成的。

透過對這顆行星大氣中殘留成分的進一步分析，以及華大麥迪遜分校威斯康辛起源研究中心那些專門研究原行星盤和遷移動力學的同事們的幫助，GJ 3470 b 可能會幫助比蒂和其他人理解像它這樣的行星是如何變得如此誘人的–至少從天文學家的角度來看。

這項研究得到了美國國家航空暨太空總署（NASA）的資助。

編譯來源：ScitechDaily