韦伯望远镜显示前所未见的系外行星大气层

宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜以将令人惊叹的图像传回地球而闻名，刚刚获得了另一个第一：遥远世界天空的分子和化学肖像。

望远镜的高灵敏度仪器阵列是在“热土星”的大气层上进行训练的 - 这颗行星的质量与土星一样大，绕着大约700光年外的恒星运行 - 被称为WASP-39 b。虽然韦伯和其他太空望远镜，包括哈勃和斯皮策，此前已经揭示了这颗炙热的行星大气层的孤立成分，但新的读数提供了原子，分子甚至活跃化学和云的迹象的完整菜单。

最新数据还暗示了这些云层可能如何近距离观察：破碎而不是在地球上空形成一个单一的、均匀的毯子。

这些发现预示着韦伯仪器能够对系外行星(围绕其他恒星的行星)进行广泛的研究，这是科学界所希望的。这包括探测较小的岩石行星的大气层，如TRAPPIST-1系统中的行星。

“我们将能够看到系外行星大气的大局。知道一切都将被重写是非常令人兴奋的。这是成为科学家最好的部分之一，“国际科学团队成员劳拉弗拉格说。她是Ray Jayawardhana，Harold Tanner艺术与科学学院院长和康奈尔大学艺术与科学学院Hans A. Bethe教授研究小组的博士后研究员。

这套发现在一组尚未发表的五篇新科学论文中详细介绍。在前所未有的启示中，首次在系外行星大气中检测到二氧化硫，二氧化硫是由行星母星的高能光引发的化学反应产生的分子。在地球上，高层大气中的保护性臭氧层以类似的方式产生。

“这是我们第一次在系外行星上看到光化学的具体证据 - 由高能恒星光初始化的化学反应，”英国牛津大学研究员Shang-Min Tsai说，他是该论文的主要作者，解释了WASP-39 b大气中二氧化硫的起源。

在估计温度为1，600华氏度和主要由氢组成的大气中，WASP-39 b被认为不适合居住。但这项新工作为寻找宜居星球上潜在生命的证据指明了道路。

这颗行星靠近其主星 - 比水星离我们的太阳近八倍 - 也使其成为研究主星辐射对系外行星影响的实验室。更好地了解恒星 - 行星的联系应该可以更深入地了解这些过程如何创造银河系中观察到的行星的多样性。

韦伯望远镜探测到的其他大气成分包括钠，钾和水蒸气，证实了以前的太空和地面望远镜观测，以及在更长波长下发现了以前从未见过的其他水特征。

韦伯还看到了更高分辨率的二氧化碳，提供的数据是之前观测报告的两倍。同时，检测到一氧化碳，但韦伯数据中没有甲烷和硫化氢的明显特征。如果存在，这些分子以非常低的水平出现，这对于科学家进行系外行星化学清单以更好地了解这些遥远世界的形成和发展来说是一个重要的发现。