2022年8月26日 星期五

JWST再建功,首次在系外行星大氣中偵測到二氧化碳!

NASA 詹姆斯-韋伯太空望遠鏡(JWST)首次在系外行星大氣中觀測到二氧化碳存在的確切證據。二氧化碳是碳迴圈的一部分,自然存在於地球大氣層中,人類活動則造成其豐度略微升高。科學家們認為在系外行星發現二氧化碳,不僅是尋找地外生命化學載體重要的一步,也對瞭解該行星的組成與形成過程提供了重要的線索,更顯示出 JWST 未來或許能在較小的岩質系外行星稀薄大氣中偵測到二氧化碳。

Image©NASA, ESA, CSA and L.Hustak(STScI) 

這顆系外行星的編號 WASP-39b,2011年以凌日法發現,是一顆位於 700光年外,繞行類似太陽恆星的一顆熱木星,其質量約為木星的四分之一(與土星差不多),直徑是木星的 1.3倍。它的密度極低與其高溫(900℃)有關,因為 WASP-39 b的軌道半徑僅及水星的 1/8,4 天多就環繞恆星一圈。

NASA 的哈伯太空望遠鏡史匹哲太空望遠鏡都對其進行過觀測,並發現在其大氣中存在水蒸氣、鈉和鉀,但 JWST 對紅外波段的超高靈敏度則證實了二氧化碳的存在。

由加州大學聖克魯茲分校 Natalie Batalha 所領導的研究團隊,從 JWST在 2022年7月10日對 WASP-39 進行 8個小時的觀測中,利用 WASP-39b 凌日機會以 JWST 近紅外光譜儀(NIRSpec)拍攝了其大氣的透射光譜,並在 4.1和4.6 微米間發現二氧化碳訊號。過去天文學家從未有機會在 3至5.5 微米波段對系外行星大氣進行觀測,而這部分的光譜對於測量水、甲烷和二氧化碳等氣體的豐度非常重要,一般認為這些氣體普遍存在於各種類型的系外行星大氣中。

二氧化碳分子也是追蹤行星形成歷程的重要線索,天文學家將在未來十年中以 JWST 對各類行星進行測量,以瞭解行星形成的細節。

Nature
NASA JWST News 

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