首次揭示外星超级地球大气层

这张艺术家的照片显示了超级地球系外行星GJ 1214b从其微弱的红色母恒星前经过。这颗系外行星围绕着一颗距离我们仅40光年的小恒星运行，其质量约为地球的六倍。GJ 1214b似乎被蒸汽主导或被厚厚的云层或薄雾覆盖的大气层所包围。

科学家今天（12月1日）宣布，首次对被归类为所谓“超级地球”的外星行星的大气层进行分析，揭示了一个遥远的世界，它可能被水蒸气或厚厚的雾霾覆盖。

系外行星GJ 1214b围绕着一颗距离地球40光年的恒星运行，它为天文学家提供了研究其大气层的独特机会，因为它从地球的视线直接从母恒星的前方经过。这意味着，一旦进入轨道，恒星的光在穿过大气层前往地球的途中就会被过滤掉，并带走那里化学物质的印记。

马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心的天文学家、首席研究员雅各布·比恩说：“我们正试图弄清楚：这颗行星大气层的主要成分是什么。”

GJ 1214b被称为超级地球，因为它比我们的母行星大，但比木星和土星等气态巨星小。它于2009年首次被发现，此后一直被研究。

一个有水的超级地球

比恩说，在我们太阳系的居民中，海王星是最像GJ1214b的行星。研究人员说，这颗外星行星的半径是地球的2.5倍，质量大约是地球的6.5倍。

到目前为止，天文学家已经在太阳系外发现了500多颗外星行星，预计在未来几个月内还会有数百颗被确认。

比恩和他的同事在欧洲南方天文台位于智利的超大望远镜上用FORS仪器观测到了这个系统。该仪器分析目标的光谱，以确定目标的成分。

科学家们没有发现一个充满有趣元素的信号，而是发现GJ 1214b的大气层相对平坦，没有任何特征。

“这看起来可能有点无聊，但这实际上是一个非常强大的约束，”比恩告诉太空网。

例如，这意味着这颗系外行星的大气层不能含有太多的氢，这通常会在来自行星的光谱中留下强烈的特征。

天文学家得出结论，外星世界的大气层很可能由水蒸气主导，或者被云层覆盖，云层阻挡了下面的其他化学物质。

“这不是一个确定的结果，但它非常令人兴奋，”比恩说。“它为未来指明了方向。”

凝视外星云下

科学家们希望能进行更详细的观测，特别是在红外波段的观测，这可能会穿透可能的云层。

尽管水蒸气在寻找地外生命方面的前景听起来很有希望，但科学家们表示GJ 1214b不适合宿主生命。这是因为地球温度太高，液态水不可能大量存在。

比恩说：“这颗行星基本上没有宜居的潜力，无论它的大气层是蓬松的还是云层。”

超级地球比相对较小、较暗的类地行星更容易被探测到，但比明亮、大型的气态巨星更难被发现，因此它们代表了天文学家研究太阳系以外行星能力的前沿。

“超级地球目前确实处于系外行星研究的前沿，”比恩说。“我们已经到了可以最终发现和表征这些行星的地步。我认为在接下来的几年里，这一领域的工作真的会激增。”

这项研究的结果将在明天（12月2日）的《自然》杂志上详细介绍。