太阳系外一颗岩石行星周围首次发现大气层

有了这种潜力，寻找类地行星就向前迈出了重要的一步。

艺术家对极端超级地球 55 Cancri e 的想象，它可能拥有任何已知的岩石系外行星中第一个大气层。 

图片来源：NASA、ESA、CSA、Ralf Crawford (STScI)

天文学家使用 JWST 报告称，名为 55 Cancri e 的地狱般的超级地球可能拥有由二氧化碳或一氧化碳组成的厚厚大气层。如果得到证实，它将是太阳系以外第一颗已知拥有致密大气层的岩石行星。  

地球是一颗岩石行星，它的大气层对于生命的繁盛、保护它免受太阳辐射和太空严酷的影响至关重要。火星也是一颗岩石行星，然而，它的大气层非常稀薄，只有地球大气层的 1%，这可能是（据我们所知）这颗红色星球上没有生命的部分原因。大气层不一定是一颗潜在宜居行星的指标，但它是一个很好的起点，尽管巨蟹座 55 e 上不太可能存在生命，因为它的表面是一片熔岩浆海洋，但事实上，JWST 能够并且已经检测到了存在生命的迹象。可能的大气层是我们寻找类地行星能力的一个非常有希望的迹象。 

55 Cancri e 的半径几乎是地球的两倍，质量是地球的 8.8 倍。它绕着一颗比太阳小的恒星运行，但距离太近，绕太阳一周的时间不到 18 小时，这意味着面向恒星的一侧的温度足以熔化铁，预计世界上将有火山和岩浆海洋。一组天文学家相信他们已经观察到了可能维持大气层的地质活动。

美国宇航局喷气推进实验室的主要作者胡仁宇在 Science-News.dev 看到的一份声明中表示：“这颗行星太热了，一些熔岩应该会蒸发。”

55 Cancri e 被潮汐锁定，因此它的夜晚面始终处于黑暗中，而它的白天面则始终面向灼热的恒星。如果行星没有大气层，白天的一面会非常热，夜晚的一面会非常凉爽，但这并不是 JWST 的发现。白天的温度比预期的要低，虽然流向夜间的熔岩流可以解释其中的一些原因，但大气可以更好地解释观察到的冷却现象。

胡解释说：“这是一个非常强烈的迹象，表明能量正在从白天分配到夜晚，很可能是由于富含挥发性的大气。”

然而，需要更多的观察才能真正描述 55 Cancri e 周围发生的事情；证据是令人信服的，但要解决像这个星球这样的难题，天文学家需要更多信息。 

“55 Cancri e 是最神秘的系外行星之一。尽管在过去十年中，十几个地面和太空设施获得了大量的观测时间，但其本质仍然难以捉摸，直到今天，多亏了 JWST，谜题的各个部分终于得以拼凑起来，”合著者解释道。伯尔尼大学的 Brice-Olivier Demory 教授。

詹姆斯韦伯太空望远镜能够探测到这种潜在的大气层，这预示着它能够探测到温度更低、更有可能成为潜在宜居行星的候选行星。它还应该有助于更好地了解整个行星。 “JWST 确实将系外行星表征的前沿推向了岩石系外行星，”胡说。 “它真正实现了一种新型科学，”胡说。

该研究发表在《自然》杂志上。