韋伯太空望遠(yuǎn)鏡首度捕捉系外行星大氣逸散奇觀

日內(nèi)瓦大學(xué)（UNIGE）天文學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊，利用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST），首次探測到系外行星WASP-107b正大量逸散氦氣，形成巨大云團(tuán)從行星向太空流失。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表于《自然天文學(xué)》雜志，揭示了大氣逸散過程如何塑造行星長期演化。

WASP-107b位于距離地球超過210光年的位置，其軌道距離母星僅為水星到太陽距離的七分之一。盡管體積接近木星，但質(zhì)量僅為其十分之一，屬于罕見的“超級浮游”系外行星類別，其低密度大氣極易受恒星強(qiáng)烈輻射影響而逸散。研究人員通過紅外觀測，在行星大氣外層“系外大氣”中捕捉到氦氣流，既在前方也有后方，延伸至行星半徑的近十倍，甚至在行星凌星前就開始遮擋恒星光線。

觀測還確認(rèn)行星大氣中含有水蒸氣，以及一氧化碳、二氧化碳和氨等化學(xué)混合物，但未檢測到甲烷。這為重建WASP-107b的形成歷史提供了線索：該行星最初在遠(yuǎn)離當(dāng)前軌道的遙遠(yuǎn)區(qū)域形成，后遷至恒星附近，導(dǎo)致大氣膨脹并加速氣體損失。日內(nèi)瓦大學(xué)天文系博士生Yann Carteret表示，大氣逸散模型證實(shí)了這些氦氣尾跡的存在，該現(xiàn)象對理解“超級浮游”行星動態(tài)至關(guān)重要。

這項研究強(qiáng)調(diào)，大氣逸散在地外行星中扮演關(guān)鍵角色。地球每年損失約3公斤大氣（主要是氫氣），但對靠近恒星的行星而言，此過程更劇烈，可能解釋鄰近金星為何喪失水資源，甚至侵蝕某些巖石系外行星的大氣。日內(nèi)瓦大學(xué)高級講師Vincent Bourrier指出，此類觀測有助于解釋系外行星族群的觀測特征，并為未來探索提供基準(zhǔn)。