美高梅在线登录网址 1巨蟹座55
e曾被认为可能由钻石构成。现在,天文学家在这颗行星上观察到了剧烈的温度变化,可能暗示行星表面火山频发。图片来源:Space.com

美高梅在线登录网址 2距离地球40光年的巨蟹座55
e,大气主要由氢和氦构成,不含水蒸气,却可能含有一定的氰化氢。这是天文学家首次测出了一颗超级地球的大气成分。图片来源:ESA/Hubble,
M. Kornmesser

天文学家首次在太阳系外一颗比地球略大的岩石行星上,观察到了极为剧烈的温度变化。

天文学家第一次在一类被称为超级地球的太阳系外行星上分析出了大气成分。借助哈勃空间望远镜采集的数据和全新的分析技术,天文学家发现太阳系外行星巨蟹座55
e拥有一个干燥的大气层,没有任何水蒸气存在的迹象。发表在《天体物理期刊》(Astrophysical
Journal
)上的这一结果表明,那颗超级地球的大气层主要由氢和氦构成。

这颗行星名为巨蟹座55 e(55 Cancri
e),距离地球约40光年,绕着一颗类似太阳的恒星旋转。它的直径约是地球的2倍,质量则是地球的8倍左右,是一颗典型的“超级地球”。此前曾有研究指出,这颗行星含有丰富的碳元素,暗示这颗行星可能由钻石构成。

由英国伦敦大学学院的科学家领导的一个国际科研团队,对邻近的太阳系外行星巨蟹座55
e进行了观测。这是一颗质量相当于地球8倍的超级地球,绕着名为巨蟹座55的恒星旋转,距离地球大约40光年。

美高梅在线登录网址 ,巨蟹座55
e距离主星极近,那里的一年只相当于地球上的18个小时。由于完全被恒星的引力潮汐锁定,就像月亮总是以同一面对着地球一样,这颗行星也总是以同一面对着它的“太阳”,因此它有一半处于永久的白昼,另外一半则处于永久的黑夜。

借助哈勃空间望远镜上第三代广域照相机所作的观测,这些科学家能够分析这颗太阳系外行星的大气。这是他们首次在一颗超级地球的大气层中检测出气体成分。分析结果使得该团队能够细致地检验巨蟹座55
e的大气,揭示出其中的氢和氦,但没有水蒸气。只有使用新开发的处理技术,才有可能得到这些结果。

由于距离地球相对较近,天文学家能够利用斯皮策空间望远镜观察来自这颗行星的热辐射。他们发现,这颗行星处于永久白昼的那半面,温度在1000℃到2700℃之间发生着剧烈地动荡。

英国伦敦大学学院的博士研究生安杰洛斯·席亚瑞斯(Angelos
Tsiaras)解释说,“这个结果非常激动人心,因为这是第一次我们有能力获得光谱指纹,来显示一颗超级地球的大气层中存在哪些气体。”他和同事因戈·瓦尔德曼(Ingo
Waldmann)、马尔科·罗凯托(Marco
Rocchetto)一起开发了这种分析技术。席亚瑞斯还说,“对巨蟹座55
e的观测表明,这颗行星设法从最初形成它的星云中汲取了大量的氢和氦。”

美高梅在线登录网址 3观察到的温度动荡,可能是由大量气体和尘埃偶尔遮天蔽日所致。图片来源:R.
Hunt

巨蟹座55
e这样的超级地球,被认为是银河系中最普遍存在的一类行星。之所以获得“超级地球”这样一个名称,是因为它们的质量比地球要大,与太阳系里的气态巨行星相比却又小得多。哈勃望远镜上的第三代广域照相机已经观测过另外两颗超级地球的大气,但此前的研究都没能获得光谱特征。