韦伯望远镜首次清晰呈现“蒸汽世界”证据

天文学家在太阳系外发现的 5700 颗已确认的系外行星中，有被认为是冰世界和水世界的行星，但蒸汽世界呢？

好嘛，他们成功了。使用詹姆斯·韦伯太空望远镜的科学家们，这是美国国家航空航天局与其欧洲和加拿大同行的合作项目，确实在双鱼座中发现了一颗距离地球约 100 光年的类似桑拿房的行星。有人称这是行星被湿热笼罩的首个直接证据。

根据一项新的研究，这个潮湿的外星行星 GJ 9827 d 大约是地球的两倍大，其大气层几乎完全由水汽组成。在此之前，这样的世界在太空中只存在理论上的可能性。

“那是一个极其超现实的时刻，”在密歇根大学读本科期间参与此项研究的埃山·劳尔在一份声明中说道。“我们专门去寻找水世界，因为据推测它们可能存在。如果这些是真实的，这着实会让你好奇外面还可能存在什么。”

这样的蒸汽世界被认为具有富含水的浓厚空气，其表面没有冰或者流动的水。这正是科学家们所想象的木星的冰卫星，像木卫二和木卫三，如果它们在靠近太阳而不是太阳系更遥远之处运行时的模样。

GJ 9827 d，一颗岩石质的超级地球，与它的主恒星距离极近，据估算，其表面温度达 660 华氏度。相比之下，地球的平均表面温度为 59 华氏度。由于这颗系外行星热得厉害，它的大气层可能是气体的混合体，既没有云层，也没有明显的层次。

寻找被更重元素的保护性大气层包裹着的类地行星这件事，一直让天文学家们感到困惑，不过韦伯帮助科学家们找到了一些合理的候选者，比如55 Cancri e、GJ 486 b和LHS 1140 b。

蒙特利尔大学的博士生卡罗琳·皮奥莱特-戈雷耶布（Caroline Piaulet-Ghorayeb）说：“这是首个得到确认的系外行星大气中氢并非主要成分的案例。”由皮奥莱特-戈雷耶布主导的新论文于上周在《天体物理学杂志快报》发表。

自韦伯望远镜投入使用起，研究人员经常使用一种称为透射光谱学的技术来研究系外行星。当这些行星在其主恒星前穿过时，恒星光会在它们的大气层中被过滤。大气中的分子会吸收某些光的波长或颜色，因此通过将光分解成其基本部分——就像彩虹一样——天文学家能够检测出哪些光段缺失，从而辨别大气的分子构成。

研究人员利用新的韦伯数据，结合今年早些时候进行的哈勃太空望远镜观测，确认了蒸汽成分。此类研究的一个常见问题是，基于像太阳上可能形成的斑点这类恒星活动，信号可能存在变化。经过仔细分析，团队能够排除因恒星污染而导致数据出错的可能性。

虽然这个星球对地球上人们熟悉的大多数生命形式来说都不适合居住，但成功发现一个拥有充满水的大气层的类地世界意味着科学家们离找到气候温和的宜居星球越来越近了。

韦伯望远镜的科学家即将开始对太阳系外的岩石世界展开一项 大规模的研究，特别是寻找围绕红矮星（银河系中最丰富的恒星类型）运行且可能有大气的行星。据 Mashable 最先报道，该计划已经挑选了 大约十几个目标行星中的前两个 进行研究。

“现在，我们终于开始深入研究这些大小介于地球和海王星之间的神秘世界到底是由什么构成的，在我们自己的太阳系中没有这样的例子，”合著者瑞安·麦克唐纳在一份声明中表示。“这是未来几年探测宜居系外行星大气的关键验证性步骤。”