太陽系外超級金星發現大氣層！ | 科學人 | 果殼網 科技有意思
太陽系外超級金星發現大氣層！ Phil Plait 發表於 今天16:48
（艾麥樂/譯）格利澤1132是一顆紅矮星，一顆又小又冷的低質量恆星。這顆恆星太過暗淡，就算距離地球只有39光年，按天文距離來說可以算是近在咫尺了，但你仍然需要一台不錯的望遠鏡才能夠看得見它。
不過，在2005年，當天文學家真的把望遠鏡瞄向它時，他們發現有一顆行星繞著它旋轉！這顆行星被稱為GJ 1132b，環繞行星的軌道平面幾乎側對著地球，因此每繞恆星旋轉一圈，它都會從恆星正前方經過一次，這種現象我們稱為凌星。凌星遮擋了一小部分星光，讓這顆恆星的亮度略微變暗了一點，正是這一點向我們泄露了這顆行星的存在。天文學家測量出有多少星光被行星遮擋，而恆星本身的大小是已知的，由此便能夠推斷出這顆太陽系外行星有多大。對於GJ 1132b來說，它的直徑要比地球直徑的1.4倍還要再大一些，是一顆超級地球。
至少，這是那顆行星固體部分的大小。最新的觀測還得出了令人震驚的結果：天文學家發現這顆行星擁有一層大氣，有可能是一個濃厚的大氣，由水、氫氣以及/或者甲烷構成！
必須要非常明確地澄清一點：我見過一些報道說這顆行星「類似於地球」，但事實並非如此。它的大小與地球類似，表面重力略小於地球（假定它的質量為地球的大約1.6倍，它的表面重力就是地球的大約0.8倍）。然而它離自己的母星太近（只有220萬千米），表面非常熾熱，溫度可能超過370℃！所以，它更像是一顆超級金星，而非超級地球。
不過，這仍然讓人相當興奮：在個頭類似於地球的太陽系外行星里，這是第二顆被檢測擁有大氣的行星，而且比另一顆更小，離地球也更近（另一顆行星是巨蟹座55 e，直徑是地球的2倍，距離我們40光年）。不論是檢驗我們的觀測能力，還是給這顆行星的物理性質建立模型，它都提供了一個很棒的試驗場。
它的大氣是通過一種巧妙的方法被檢測到的。利用位於智利2.2米口徑的MPG望遠鏡，天文學家使用多塊濾鏡同時對格利澤1132這顆恆星進行了觀測，每塊濾鏡都只允許特定顏色的星光能夠被觀測。這些顏色不只包含了我們肉眼可見某些光的顏色，還覆蓋了紅外線波段。這顆太陽系外行星每1.6天繞恆星公轉一圈，從恆星正前方經過的時間則會持續9分鐘，天文學家對此進行了全程觀測。這讓他們能夠獲取優良的數據，分析其中的物理過程。
他們發現，在其中7塊濾鏡的觀測數據中，測得的行星大小是一致的。然而，在另外兩塊濾鏡（一塊近紅外濾鏡，稱為z濾鏡，另一塊紅外濾鏡，稱為K濾鏡）的觀測數據中，恆星變暗的幅度超過預期，意味著這顆行星比預期的更大。在z濾鏡中，這一效應尤其顯著，之所以會出現這樣的現象，是因為這種顏色的光特別容易被水蒸氣和甲烷吸收！最簡單的解釋是這樣的：透過那7塊濾鏡，天文學家觀測到的是行星本體遮擋星光，而透過這2塊濾鏡，他們還觀測到了行星大氣在遮擋星光。
目前還難以確定行星大氣具體由哪些氣體構成，也很難通過這些觀測本身確定這層大氣有多厚，但這些觀測已經朝著了解這些知識邁進了一大步。而且，這些觀測足夠給我們提供一些思路了。
舉例來說，礦物構成與地球類似的一顆固體行星，即鐵佔33%，硅酸鹽岩石佔67%，本身與天文學家的觀測數據並不相符；這顆行星的密度一定得比地球更低才行。關於行星的物質構成，模型給出了大量的可能性：它可能完全由岩石構成（表面大概處於熔融狀態），也可能表面富含水分。在那樣的溫度下，水會形成厚厚一層由水蒸氣和分子氫（H2）構成的大氣。有趣的是，GJ 1132b距離恆星太近，足以被恆星潮汐鎖定，每繞恆星一圈自己也自轉一圈。因此，在這顆行星上，半邊永遠被陽光照耀，另外半邊則陷入永恆的黑夜。這會在這顆行星上產生某些有趣的天氣過程！
不過，這些都還只是猜測。有趣之處在於，這顆恆星足夠明亮，這顆行星也足夠大，未來不同的望遠鏡所作的更多觀測應該能夠從諸多可能性中篩選出一些。目前我們對此還所知不多，但或許用不了多久，我們就會了解更多。
不要因為目前還未知，就忽視我們所取得的成就。第一顆太陽系外行星發現於1992年，不過是25年以前！自那時起，我們已經找到了數千顆行星，從水星個頭的小小岩石星球到數倍於木星質量的龐然大物。我們在暗淡而又寒冷的恆星周圍發現過行星，也在巨大而又熾熱的恆星找到過行星；有些行星距離恆星極近，也有一些距離恆星很遠。我們還發現了包含多顆行星的系統，也在多顆恆星構成的複雜體系里找到過類似地球大小的行星。或許最令人興奮的是，我們已經發現了好幾顆太陽系外行星，在合適的距離上繞著它們的恆星旋轉，有可能讓液態水存在於它們的表面。
我們還沒有找到第一顆真正類似於地球的行星。但我們距離有能力找到這樣的行星已經越來越近了，並且如果真的存在的話，就像我們認為好樣，宇宙中有著成百上千億顆這樣的行星，我們就一定會找到它。（編輯：Steed）
編譯來源 Bad Astronomy, Astronomers find an atmosphere around a nearby Earth-sized exoplanet! But what"s it made of?
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