<p>在五篇論文的一系列研究中，包括倫敦帝國(guó)理工學(xué)院研究人員在內(nèi)的一個(gè)大型國(guó)際團(tuán)隊(duì)展示了詹姆斯&middot;韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)在研究系外行星方面的強(qiáng)大功能。</p> <p>&nbsp;</p> <p>JWST提供的細(xì)節(jié)級(jí)別是革命性的。想到我們正處于JWST時(shí)代的黎明，這真是令人難以置信的興奮。</p> <p><br />詹姆斯&middot;柯克博士</p> <p><br />該望遠(yuǎn)鏡被用于研究系外行星WASP-39b的大氣，這是一顆圍繞700光年外一顆恒星運(yùn)行的氣體巨行星。WASP-39b非常&ldquo;臃腫&rdquo;&mdash;&mdash;它的半徑比木星大一點(diǎn)，但質(zhì)量不到木星的一半。這意味著有很多氛圍供研究人員研究。</p> <p>&nbsp;</p> <p>JWST于2021年圣誕節(jié)發(fā)射，用于紅外天文學(xué)，是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的繼承者。它攜帶了幾種類型的傳感儀器，包括用于新研究的近紅外光譜儀(NIRSpec)、近紅外攝像機(jī)(NIRCam)和近紅外成像儀和無(wú)縫隙光譜儀(NIRISS)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>對(duì)WASP-39b的測(cè)量是在這顆行星經(jīng)過(guò)它的恒星前時(shí)進(jìn)行的，星光穿過(guò)它的大氣層，為儀器提供了許多關(guān)于大氣化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">大氣的見(jiàn)解</span></strong></p> <p><br />2022年8月，有消息稱，其中一臺(tái)儀器在WASP-39b的大氣中探測(cè)到二氧化碳，這是首次在系外行星的大氣中探測(cè)到這種分子。通過(guò)一整套儀器獲得的新數(shù)據(jù)還揭示了WASP-39b大氣中首次檢測(cè)到一氧化碳，以及在任何系外行星大氣中首次檢測(cè)到二氧化硫。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究小組發(fā)現(xiàn)，二氧化硫是由光化學(xué)產(chǎn)生的&mdash;&mdash;由星光催化的化學(xué)反應(yīng)。這是第一次在系外行星上探測(cè)到光化學(xué)副產(chǎn)物。光化學(xué)是地球上生命的基礎(chǔ)，從上層大氣中臭氧的產(chǎn)生，到植物和藻類的光合作用，再到我們皮膚中維生素D的產(chǎn)生。</p> <p><img src="https://www.imperial.ac.uk/ImageCropToolT4/imageTool/uploaded-images/so2-production-diagram_1669115669528_x2.jpg?r=2743" alt="Diagram explaiing the process of sulphur dioxide creation in the planet's atmosphere" width="808" height="879" />&nbsp;</p> <p>地球大氣中二氧化硫的產(chǎn)生。圖片來(lái)源:NASA/JPL-Caltech/Robert Hurt;哈佛和史密森尼天體物理學(xué)中心/梅麗莎&middot;韋斯<br />用于識(shí)別這些新分子以及之前發(fā)現(xiàn)的水、鈉和鉀的過(guò)程，也讓研究人員早期了解了元素豐度比，即比較兩種元素的比例。</p> <p>這些測(cè)量方法</p> <p>&nbsp;</p> <p>來(lái)自望遠(yuǎn)鏡儀器的光譜。更大的版本和更多信息可以在JWST網(wǎng)站上找到</p> <p>&nbsp;</p> <p>該儀器的工作原理是測(cè)量恒星的亮度，因?yàn)樾行菑暮阈乔懊娼?jīng)過(guò)時(shí)，恒星的亮度會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化。結(jié)果是在8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行了大約21,500次測(cè)量?？驴瞬┦康能浖⑦@些亮度測(cè)量與行星模型相匹配，從而生成光譜，并揭示行星大氣中存在的原子和分子。</p> <p>&nbsp;</p> <p>通過(guò)這種方式，他是第一批得出地球大氣成分結(jié)果的人之一。他說(shuō):&ldquo;當(dāng)我第一次看到這顆行星的光譜時(shí)，我被震撼了。我知道我們有一些了不起的東西，在頻譜的結(jié)構(gòu)水平和我們達(dá)到的精度方面。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;JWST提供的細(xì)節(jié)水平是革命性的。想到我們正處于JWST時(shí)代的曙光，這真是令人難以置信的興奮。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>NIRSpec PRISM的數(shù)據(jù)清晰地檢測(cè)到了鈉、水、二氧化碳和一氧化碳，并暗示了二氧化硫的存在，這被另一個(gè)儀器證實(shí)了。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這些儀器測(cè)量光譜的不同方面，在邊緣處有一些重疊，使研究人員能夠檢查它們產(chǎn)生的結(jié)果是否相同，這一點(diǎn)在這一套儀器中得到了證實(shí)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>柯克博士補(bǔ)充說(shuō):&ldquo;這些研究表明，JWST工作得非常好，因此將極大地提高我們對(duì)氣體巨星和潛在宜居系外行星大氣的理解。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>頂部圖片來(lái)源:Melissa Weiss/哈佛和史密森天體物理中心|</p> <p>&nbsp;</p> <p>論文詳細(xì)信息:</p> <p>&nbsp;</p> <p>早期發(fā)布的系外行星WASP-39b與JWST NIRSpec G395H的科學(xué)(Alderson et al.)</p> <p><br />早期發(fā)布的系外行星WASP-39b與JWST NIRSpec PRISM的科學(xué)(Rustamkulov et al.)</p> <p><br />早期發(fā)布的系外行星WASP-39b與JWST NIRCam的科學(xué)(Ahrer et al.)</p> <p><br />早期發(fā)布的系外行星WASP-39b與JWST NIRISS的科學(xué)(Feinstein et al.)</p> <p><br />系外行星大氣光化學(xué)的直接證據(jù)(Tsai等人)</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>