詹姆斯·韦伯望远镜探测到遥远恒星系统中“地狱星球”55 Cancri e周围的大气层

在冰雪中的玫瑰

一位艺术家对55 Cancri e的演绎，这可能是第一颗被证实有大气层的岩石系外行星。（图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室）

据美国生活科学网站（乔安娜·汤普森）：“地狱星球”能有大气层吗？在5月8日发表在《自然》杂志上的一篇新论文中，使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的研究人员可能最终破解了这一长达数十年的系外行星之谜，并在这样做的过程中探测到了太阳系外岩石世界周围存在大气层的最佳证据。

55 Cancri e是一个火热的世界。这颗系外行星被归类为岩石“超级地球”，直径是地球的两倍，围绕其恒星运行的距离仅为水星和太阳之间距离的4%。它的表面可能覆盖着熔融的岩浆海，环境温度足以融化铁。

自从2004年发现55 Cancri e以来，科学家们一直对它存在的各个方面感到困惑：它的轨道周期、密度，最重要的是它的大气层。起初，研究人员不确定这颗系外行星是否能支撑大气层；一些人认为它只是太热了，离恒星太近了。但JWST的新证据表明，55 Cancri e确实被一层气体覆盖——尽管这是一层不寻常的气体。

这个超级热的超级地球有大气层的第一个迹象来自一个奇怪的温度测量。研究人员使用JWST的中红外仪器（MIRI）测量了55 Cancri e白天的热排放。如果地球没有大气层，其白天温度将飙升至4000华氏度（2200摄氏度）左右。但这不是MIRI发现的。

“相反，MIRI的数据显示温度相对较低，约为2800华氏度[1500摄氏度]，”该研究的主要作者、美国国家航空航天局喷气推进实验室的天文学家胡仁宇在一份声明中说。这一读数表明，有某种东西——很可能是大气流——正在将热量从地球的白天转移到夜晚。

接下来，胡的团队使用近红外相机（NIRCam）仪器来确定这种疑似大气中可能存在哪些元素。他们发现了二氧化碳或一氧化碳气体在行星熔融岩石表面旋转的证据。

但研究人员怀疑，自行星形成以来，这种气体层就不存在了——这样的大气层会被附近恒星的太阳风迅速而猛烈地剥离。相反，他们认为富含碳的“次级大气”正在从地球内部冒出。这将允许大气不断地自我补充，即使气体会蒸发掉。

研究合著者、新墨西哥大学系外行星研究员戴安娜·德拉戈米尔对55 Cancri e进行了10多年的研究，她对研究结果感到特别兴奋。她在声明中说：“我们得到的观测结果都没有有力地解开这些谜团，这真的很令人沮丧。”。“我很高兴我们终于得到了一些答案！”