（觀察者網(wǎng)訊）據(jù)美國國家航空航天局（NASA）網(wǎng)站8月25日消息，美國詹姆斯·韋伯太空望遠鏡首次在系外行星的大氣中發(fā)現(xiàn)二氧化碳存在的明確證據(jù)。雖然這顆行星是一顆氣態(tài)巨行星，但天文學家認為，這一發(fā)現(xiàn)將為未來觀測更適合生命存在的類地行星的大氣成分“打開大門”。

NASA網(wǎng)站截圖

聲明稱，目標行星名叫WASP-39 b，是距離地球約700光年的一顆氣態(tài)巨行星，圍繞一顆類太陽恒星旋轉(zhuǎn)。這顆行星的質(zhì)量與土星接近，直徑是木星的1.3倍。但與太陽系內(nèi)的氣態(tài)行星不同，它的軌道非常接近所圍繞的恒星，僅有太陽與水星距離的八分之一，公轉(zhuǎn)周期略高于4個地球日，表面溫度高達900攝氏度。

天文學家在2011年通過凌星法發(fā)現(xiàn)了WASP-39 b，它從恒星前方掠過時會遮擋部分光線，導致恒星亮度周期性地變暗。美國的斯皮策望遠鏡和哈勃望遠鏡先前的觀測結(jié)果顯示，這顆行星的大氣中存在水蒸汽、鈉和鉀等成分。

WASP-39 b及其所圍繞恒星的想象圖 圖自NASA網(wǎng)站

NASA稱，行星從恒星前方掠過、遮擋部分光時，一些星光會穿過行星大氣透射。由于大氣中不同成分會吸收不同的光譜，通過對透射光細微差異的觀測，可以幫助天文學家確定行星大氣的成分。從韋伯望遠鏡的位置來看，WASP-39 b擁有膨脹的大氣且頻繁掠過恒星前方，因此是一個理想的觀測目標。

NASA凌星系外行星研究團隊使用韋伯望遠鏡的近紅外光譜儀（NIRSpec）探測了WASP-39 b 的大氣光譜。根據(jù)該團隊發(fā)布的數(shù)據(jù)，在波長4.1至4.6微米之間出現(xiàn)了明顯的二氧化碳吸收特征，這是WASP-39 b的大氣中存在二氧化碳的明確證據(jù)。

NASA在聲明中稱，相關(guān)論文將于近期在頂級學術(shù)期刊《自然》發(fā)表。這一發(fā)現(xiàn)也證明，韋伯望遠鏡未來可能有能力觀測體積更小的系外巖石行星的大氣，尋找其中可能存在的二氧化碳等成分。

NASA發(fā)布的WASP-39 b大氣光譜數(shù)據(jù)圖表

了解行星大氣成分對于研究行星起源和演化過程至關(guān)重要。研究團隊成員邁克·萊恩（Mike Line）表示，“通過測量二氧化碳特征，我們可以推斷這顆氣態(tài)巨行星的形成使用了多少固態(tài)和氣態(tài)物質(zhì)。未來十年，韋伯望遠鏡將對各種行星進行觀測，為深入了解行星形成原理和分析太陽系的獨特之處提供更多細節(jié)?！?

研究團隊負責人、美國加州大學圣克魯茲分校天文學教授娜塔莉·巴塔拉（Natalie Batalha）則表示，“在WASP-39 b上檢測到如此清晰的二氧化碳信號，為探測較小的類地行星上的大氣開了個好頭。”

法新社稱，盡管這顆氣態(tài)行星無法支持任何人類已知的生命形式，但成功觀測到二氧化碳極大的鼓舞了天文學家。法國原子能委員會天體物理學家皮埃爾-奧利維耶·拉加熱（Pierre-Olivier Lagage）認為，“這一發(fā)現(xiàn)將為未來研究巨大的類地行星或與地球大小接近的行星打開一扇大門?！?

歐洲航天局（ESA）還指出，此前從未有任何觀測設備能在3至5.5微米的波長范圍內(nèi)觀察到如此豐富的細微差異，成功獲取這部分光譜的數(shù)據(jù)對于測量系外行星大氣中水、甲烷、二氧化碳等成分的含量也至關(guān)重要。

耗資100億美元的韋伯望遠鏡由美國國家航空航天局、加拿大航天局和歐洲航天局聯(lián)合研發(fā)，被視為哈勃望遠鏡的“繼任者”。它于2021年12月25日從法屬圭亞那庫魯航天中心發(fā)射升空，今年6月正式開始工作。目前，韋伯望遠鏡位于圍繞日地系統(tǒng)第二拉格朗日點的運行軌道，距離地球約150萬公里。

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