人类首次探测到“超级地球”,人类的下一个新家?
詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST),是美、欧、加联合研发的主要通过红外光观测的空间望远镜,历时 20 多年,耗资超过 100 亿美元。它是迄今为止最昂贵、建造的功能最强、最大的空间望远镜。该望远镜于 2021 年发射,旨在提供更高的红外分辨率和灵敏度,以观测更远的宇宙深处。
55Cancri e 离恒星很近的艺术图图片来源:Mark Garlick/Science Photo Library
不过,55 Cancri e 不是 JWST 发现的,它是 20 年前(2004 年)在 55 Cancri 这颗恒星(2015 年被国际天文联合会命名为哥白尼)周围发现的第四颗行星,目前这颗恒星周围已经发现了 5 颗行星(分别是,b, c, d, e, f)。这些行星都是通过视向速度方法(即通过探测恒星与行星相互绕转产生的视向速度变化)发现的。
后来 2011 年发现 55 Cancri e 的凌星现象,进一步证实了这颗行星的存在。55 Cancri e 围绕着一颗类似太阳的恒星运行,是一个超级地球,半径约为地球的两倍,重量是地球的8倍多,大气层厚度约为地球半径的百分之几。
人类首次探测出太阳系外
类地行星的大气成分
JWST 的贡献其实是发现这颗行星表面含有富含碳和氧元素的大气层,意味着一个新的里程碑,这是人类首次探测出一颗太阳系外类地行星的大气成分,而且确定其为“次生大气”。
所谓“次生大气”是相对于原始大气来说的。行星的原始大气是指行星形成初期通过引力在周围吸附的大气,主要是氢气和氦气(因为这两种是宇宙中含量最多的)。但是氢气和氦气很轻,对于一般的岩石类地行星比如地球来说,它们的引力小,不足以完全束缚住这些轻气体,所以这些原始的轻气体会逐渐逃逸回宇宙空间中。
而次生大气就是之后从行星内部释放出来的气体,比如通过火山爆发。这些气体主要含“重”一些的元素,比如碳、氧等。重气体不容易逃逸而逐渐累积、保存在行星表面。我们地球上的大气就是从次生大气逐渐演化过来的。