詹姆斯·韋伯空間望遠鏡將研究兩顆奇異的超級地球

航天機構官員承諾將釋出來自數十光年外世界的地質學研究結果

An artist's concept of the exoplanet 55 Cancri e

藝術家描繪的系外行星 55 Cancri e 概念圖,這顆極其炎熱的岩石行星直徑幾乎是地球的兩倍,很快將受到詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的詳細觀察。

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詹姆斯·韋伯空間望遠鏡計劃以前所未有的細節探索奇異的新岩石世界。

該望遠鏡的科學聯盟有一個雄心勃勃的議程,旨在研究這些來自“50 光年之外”的小行星的地質,他們在週四(5 月 26 日)的宣告中表示。這項工作對於新的天文臺來說將是一個巨大的挑戰,它應該在幾周內完成除錯。

由於較小行星相對於恆星的亮度以及它們相對微小的尺寸,岩石行星比目前望遠鏡技術中的氣體巨行星更難觀測。但韋伯強大的反射鏡和深空位置應該使其能夠檢查兩顆略大於地球的行星,即所謂的“超級地球”。


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我們所知的這些世界都不是宜居的,但研究它們仍然可以為未來深入研究像我們自己這樣的行星提供試驗場。韋伯官員重點關注的兩顆行星包括超熱、熔岩覆蓋的 55 Cancri e 和缺乏大量大氣層的 LHS 3844 b

55 Cancri e 以僅 150 萬英里(240 萬公里)的距離繞其母星執行,約為水星和太陽之間相對距離的百分之四。

這顆行星每 18 小時繞恆星執行一週,其表面溫度高於大多數型別岩石的熔點。科學家們還假設這顆行星被潮汐鎖定到恆星,這意味著一側始終面向炙熱的太陽,儘管 NASA 的 斯皮策空間望遠鏡 的觀測表明,最熱的區域可能略有偏移。

科學家們說,熱量偏移可能是由於厚厚的大氣層可以在行星周圍移動熱量,或者是因為夜間下熔岩雨,從而帶走大氣中的熱量。(夜間熔岩也暗示了晝夜迴圈,這可能是由於 3:2 共振,或者說每兩次軌道自轉三次,我們在我們自己的 太陽系 中的 水星 上看到的那樣。)

兩個團隊將測試這些假設:一個由 NASA 噴氣推進實驗室的研究科學家任宇胡領導的團隊將檢查該行星的熱輻射,以尋找大氣層的跡象;第二個團隊由斯德哥爾摩大學的副教授亞歷克西斯·布蘭德克領導,將測量來自 55 Cancri e 向陽面的熱量輻射。

LHS 3844 b 也是一顆近距離軌道行星,每 11 小時繞其母星執行一週。然而,這顆恆星比 55 Cancri e 的恆星更小更冷。因此,這顆行星的表面可能要冷得多,斯皮策的觀測表明,這顆行星上可能不存在大量大氣層。

由馬克斯·普朗克天文研究所的天文學家勞拉·克雷德伯格領導的一個團隊希望使用光譜學捕捉到表面訊號,其中不同波長的光暗示不同的元素。行星向陽面的熱輻射光譜將與已知的岩石(如玄武岩和花崗岩)進行比較,以確定它們是否可以推斷出表面成分。

克雷德伯格在同一份宣告中說,這兩項調查“將為我們提供關於類地行星的全新視角,幫助我們瞭解早期地球在像這些行星一樣炎熱時的樣子”。

韋伯現在正在進行後期除錯程式,例如跟蹤太陽系中的目標,並在較熱和較冷的姿態之間移動,以測試其反射鏡和儀器對準的強度。這個價值 100 億美元的天文臺應該在 6 月左右完成除錯,並在此後不久進入其週期 1 的觀測。

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