這張圖顯示了由韋伯觀測巖石系外行星GJ 486 b獲得的透射光譜。科學(xué)小組的伯太分析顯示了水蒸氣的跡象；然而，計算機(jī)模型顯示，空望該信號可能來自富含水的遠(yuǎn)鏡行星大氣層(用藍(lán)線表示)或來自紅矮星宿主星的恒星斑點(用黃線表示)。這兩個模型在較短的發(fā)現(xiàn)紅外波長上有明顯的差異，這表明需要用其他韋伯儀器進(jìn)行額外的氣但其恒觀測來限制水信號的來源。鳴謝:美國航天局、星或星歐空局、詹姆自巖加空局、斯韋水蒸石行約瑟夫·奧姆斯特德
（神秘的伯太地球uux.cn）據(jù)美國宇航局：宇宙中最常見的恒星是紅矮星，這意味著最有可能發(fā)現(xiàn)巖石系外行星圍繞這樣的空望恒星運行。紅矮星很冷，遠(yuǎn)鏡所以一顆行星必須在一個緊密的發(fā)現(xiàn)軌道上擁抱它，以保持足夠的氣但其恒溫度來潛在地容納液態(tài)水(這意味著它位于可居住區(qū))。這些恒星也很活躍，特別是在它們年輕的時候，釋放出紫外線和X射線輻射，可以摧毀行星大氣層。因此，天文學(xué)中一個重要的未決問題是，在如此惡劣的環(huán)境中，一顆巖石行星是否能夠維持或重建大氣。
為了幫助回答這個問題，天文學(xué)家使用美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡研究了一顆名為GJ 486 b的巖石系外行星。它距離恒星太近，不在可居住區(qū)內(nèi)，表面溫度約為800華氏度(430攝氏度)。然而，他們使用韋伯的近紅外光譜儀(NIRSpec)的觀察顯示了水蒸氣的跡象。如果水蒸氣與這顆行星有關(guān)，這將表明它有一個大氣層，盡管它的溫度很高，并且離它的恒星很近。以前在氣態(tài)系外行星上也發(fā)現(xiàn)過水蒸氣，但是迄今為止還沒有在巖石系外行星周圍明確地探測到大氣。然而，研究小組警告說，水蒸氣可能存在于恒星本身——特別是在涼爽的恒星斑點中——而根本不是來自行星。
“我們看到了一個信號，幾乎可以肯定這是由水引起的。但我們還不能斷定那水是否是行星大氣層的一部分，也就是說行星有大氣層，或者我們只是看到了來自恒星的水信號，”該研究的主要作者，圖森市亞利桑那大學(xué)的薩拉·莫蘭說。
“在一顆炎熱的巖石行星上，大氣中的水蒸氣將代表系外行星科學(xué)的一項重大突破。但我們必須小心，確保這顆恒星不是罪魁禍?zhǔn)祝瘪R里蘭州勞雷爾約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室的凱文·史蒂文森補(bǔ)充說，他是該項目的首席研究員。
GJ 486 b大約比地球大30%，質(zhì)量是地球的三倍，這意味著它是一個重力比地球更強(qiáng)的巖石世界。它繞一顆紅矮星運行不到1.5個地球日。預(yù)計它將被潮汐鎖定，具有永久的白天側(cè)和永久的夜晚側(cè)。

這個藝術(shù)家的概念代表了巖石系外行星GJ 486 b，它圍繞著一顆紅矮星運行，這顆紅矮星距離處女座只有26光年。通過觀察GJ 486 b在其恒星前的過境，天文學(xué)家尋找大氣的跡象。他們發(fā)現(xiàn)了水蒸氣的跡象。然而，他們警告說，雖然這可能是行星大氣的跡象，但水可能在恒星本身——特別是在涼爽的恒星斑點中——而不是來自行星。鳴謝:美國航天局、歐空局、加空局、約瑟夫·奧姆斯特德
GJ 486 b穿過它的恒星，從我們的角度看，從恒星前面穿過。如果它有大氣層，那么當(dāng)它過境時，星光會穿過這些氣體，在光中留下指紋，這使得天文學(xué)家可以通過一種叫做透射光譜學(xué)的技術(shù)來解碼它的組成。
該小組觀察了兩次凌日，每次持續(xù)約一小時。然后，他們使用三種不同的方法來分析結(jié)果數(shù)據(jù)。這三個實驗的結(jié)果是一致的，它們顯示了一個幾乎平坦的光譜，在最短的紅外波長處有一個有趣的上升。該小組運行了考慮許多不同分子的計算機(jī)模型，并得出結(jié)論，信號最有可能的來源是水蒸氣。
雖然水蒸氣可能表明GJ 486 b上存在大氣，但一個同樣合理的解釋是水蒸氣來自這顆恒星。令人驚訝的是，即使在我們自己的太陽中，水蒸氣有時也可以存在于黑子中，因為這些黑子與恒星的周圍表面相比非常冷。GJ 486 b的主星比太陽冷得多，因此更多的水蒸氣會聚集在它的星點內(nèi)。因此，它可以產(chǎn)生一個模擬行星大氣的信號。
“在凌日期間，我們沒有觀察到這顆行星穿越任何星斑的證據(jù)。但這并不意味著恒星的其他地方?jīng)]有斑點。這正是將水信號印入數(shù)據(jù)的物理場景，最終可能看起來像行星大氣，”該研究的合著者之一，密歇根大學(xué)安娜堡分校的瑞安·麥克唐納解釋道。
由于恒星的加熱和輻射，水蒸氣大氣會被逐漸侵蝕。因此，如果大氣存在，它可能會不斷地被火山從行星內(nèi)部噴出的蒸汽補(bǔ)充。如果水確實存在于該行星的大氣層中，就需要額外的觀測來縮小水的存在量。
未來韋伯的觀測可能會讓我們對這個系統(tǒng)有更多的了解。即將到來的韋伯計劃將使用中紅外儀器(MIRI)來觀察行星的晝面。如果行星沒有大氣層，或者只有稀薄的大氣層，那么白天最熱的部分預(yù)計就在恒星的正下方。然而，如果最熱點發(fā)生轉(zhuǎn)移，這將表明大氣可以循環(huán)熱量。
最終，將需要通過另一臺韋伯儀器(近紅外成像儀和無縫攝譜儀(NIRISS))在更短的紅外波長上進(jìn)行觀測，以區(qū)分行星大氣層和星點場景。
史蒂文森說:“將多種儀器結(jié)合在一起，將真正確定這顆行星是否有大氣層。”
這項研究被接受發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報》上。
詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡是世界上首屈一指的太空科學(xué)天文臺。韋伯將解開我們太陽系的謎團(tuán)，探索其他恒星周圍的遙遠(yuǎn)世界，探索我們宇宙的神秘結(jié)構(gòu)和起源以及我們在其中的位置。Webb是由NASA及其合作伙伴ESA(歐洲航天局)和加拿大航天局領(lǐng)導(dǎo)的一項國際計劃。
勞拉·貝茲馬里蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心。
克里斯汀·普廉姆馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所。

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