研究人員利用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）發現，以極端天氣而聞名的系外行星HD 189733 b的大氣中也含有硫化氫，這表明它具有類似臭雞蛋的硫磺氣味。這項發現為了解硫在太陽系外氣態巨行星的形成和大氣成分中的作用提供了新的視角。

距離地球最近的凌日熱木星HD 189733 b 的概念圖。資料來源：Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins 大學

一顆因其致命天氣而臭名昭著的系外行星隱藏著另一個奇異的特徵–散發著臭雞蛋的氣味。這是約翰-霍普金斯大學對詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的數據進行的一項新研究得出的結論。

木星大小的氣態巨行星HD 189733 b的大氣層中含有微量的硫化氫，這種分子不僅會散發惡臭，還能為科學家提供新的線索，讓他們了解硫這種行星的構成元素可能會如何影響太陽系外氣態世界的內部和大氣層。

研究結果發表在今天（7 月8 日）的《自然》雜誌。

“硫化氫是一種我們不知道存在的主要分子。我們預測到了它的存在，也知道它在木星上，但我們還沒有在太陽系外真正探測到它，”領導這項研究的約翰-霍普金斯大學天文物理學家傅光偉說。 “我們並不是要在這顆行星上尋找生命，因為它太熱了，但發現硫化氫是在其他行星上發現這種分子的墊腳石，也能讓我們對不同類型的行星是如何形成的有更多了解”。

除了探測到硫化氫和測量HD 189733 b大氣中的總硫量外，傅先生的團隊還精確測量了該行星氧和碳的主要來源–水、二氧化碳和一氧化碳。

傅說：”硫是建構更複雜分子的重要元素，就像碳、氮、氧和磷酸鹽一樣，科學家需要對它進行更多的研究，以充分了解行星是如何形成的，以及它們是由什麼構成的。

HD 189733 b 自2005 年被發現以來，一直是大氣表徵的基準行星。資料來源：Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins 大學

傅說，HD 189733 b距離地球僅64光年，是天文學家能夠觀測到的從恆星前方經過的最近的”熱木星”，自2005年被發現以來，它已成為詳細研究系外行星大氣的基準行星。

這顆行星距離恆星的距離比水星距離太陽的距離近13 倍，完成一個軌道只需要大約兩個地球日。它的炙熱溫度高達華氏1700 度，天氣惡劣，包括玻璃雨和每小時5000 英里的側風。

韋伯望遠鏡探測到了其他系外行星中的水、二氧化碳、甲烷和其他重要分子，為科學家追蹤太陽系外氣態行星中的硫化氫和測量硫提供了另一個新工具。

“假設我們研究了另外100顆熱木星它們都是硫強化的。這意味著它們是如何誕生的，以及與我們的木星相比，它們的形成有何不同？”傅說。

詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）是太空觀測站的下一個前沿。詹姆斯-韋伯太空望遠鏡是為接替哈伯太空望遠鏡而設計的，它配備了先進的紅外線功能，使其比以往任何時候都看得更遠、更詳細。其主要功能之一是分析系外行星大氣層，使科學家能夠探測和研究遙遠世界的化學組成。這種能力為了解整個銀河系系外行星的組成、天氣模式和潛在的宜居性提供了新的可能性。圖片來源：ESA/ATG medialab

新數據也透過韋伯望遠鏡前所未有的精確度和紅外線波長觀測，排除了HD 189733 b中甲烷的存在，反駁了先前關於大氣中甲烷分子豐度的說法。先前學界一直認為這顆行星太熱了，不可能有高濃度的甲烷，現在我們知道它沒有。

研究小組還測量了木星上的重金屬含量，這項發現有助於科學家回答行星的金屬性如何與其質量相關聯的問題。

與太陽系中最大的行星木星和土星等氣態巨行星相比，海王星和天王星等質量較小的巨型冰質行星含有更多的金屬。較高的金屬含量表明，海王星和天王星在形成早期積累了更多的冰、岩石和其他重元素，而不是氫和氦等氣體。傅說，科學家正在測試這種相關性是否也適用於系外行星。

“這顆木星質量的行星非常接近地球，而且已經得到了很好的研究。現在我們有了這個新的測量結果，表明它的金屬濃度確實為研究行星成分如何隨其質量和半徑變化提供了一個非常重要的錨點，」傅說。 “這些發現支持了我們的理解，即行星是如何在最初的內核形成後，通過創造更多的固體物質而形成的，然後又自然而然地增強了重金屬含量”。

在接下來的幾個月裡，傅的團隊計劃追蹤更多系外行星中的硫，並弄清楚高濃度的硫可能會如何影響它們在母恆星附近形成的程度：”我們想知道這類行星是如何到達那裡的，了解它們的大氣成分將有助於我們回答這個問題。

編譯自/ ScitechDaily