对熔岩行星一探究竟,NASA公布韦伯望远镜首年调查的2颗超级地球

对熔岩行星一探究竟,NASA公布韦伯望远镜首年调查的2颗超级地球

因距离母星非常近、导致地表温度极高而覆盖着熔岩海洋的行星,银河系中并不少见,NASA近日宣布韦伯太空望远镜升空后首年观测目标将包含2颗超级地球,其中一颗便是表面被岩浆覆盖的巨蟹座55e。

升空后5个月,NASA詹姆斯‧韦伯太空望远镜(Webb)镜面已完美对齐,科学仪器陆续校准完毕,距离全面运行仅剩数周时间,待今年夏天公布首次观测结果后,韦伯望远镜便将展开深入科学观测任务,任务目标包含调查宇宙微波背景辐射、寻找大爆炸后宇宙第一批恒星和星系的光、分析系外行星详细大气特征等。

太阳系之外,有许多行星的面貌超乎我们想象,比如根据目前已知数据,巨蟹座55e(55 Cancri e)是颗直径几乎为地球2倍的岩石行星,距离母恒星仅0.015个天文单位(比水星与太阳距离还短),公转周期仅18小时,这种极度靠近母星的轨道使该行星向阳面温度高达2,400 ,也使科学家认为这颗行星向阳面被熔岩海洋覆盖。

但根据过去史匹哲太空望远镜对巨蟹座55e的观测,行星最热区域其实偏离直接面向恒星,且向阳面探测到的总热量有所浮动,一种解释认为该行星具有动态大气层以四处转移热量,另一种解释则认为55 Cancri e事实上未被潮汐锁定,反而与水星一样具有共振轨道故拥有昼夜循环,地表升温需要时间,也因此行星最热区域并非正对恒星处,就像地球一天其中最热之际不是中午,而是下午。

韦伯望远镜即将调查系外行星巨蟹座55e与LHS 3844 b,与地球及海王星比较。

可惜受技术限制,过去望远镜难以进一步分析行星大气层,更谈不上深入探讨地质特征,而韦伯望远镜的高精度光谱仪将解决这些问题,包括系外行星大气层由哪些成分组成、哪些行星被潮汐锁定等,使用近红外相机(NIRCam)、中红外成像-光谱仪(MIRI)观测,将有助于确定巨蟹座55e是否具大气层;若有,主要成分是氧气、氮气或其他?

除了巨蟹座55e,韦伯望远镜另一个观测目标为LHS 3844 b,后者轨道同样非常靠近母恒星,公转周期约11小时,但LHS 3844 b相对较小且较冷,因此表面不至于熔化。此外,史匹哲望远镜观测表明该行星不太可能含大量大气,因此韦伯望远镜将以光谱仪研究LHS 3844 b表面确定成分,由于不同类型的岩石具有不同光谱,就像我们可以用眼睛判断花岗岩颜色比玄武岩浅,不同岩石发出的红外光也有差异。

(图片来源:NASA)

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