科學家在一顆熱行星上發現大量水

近日，科學家宣布，在太陽系外一顆與土星大小相當的行星的大氣中，發現了大量的水。該研究不僅加深了天文學家對行星鄰域的理解，還能幫我們了解太陽系的起源。

太陽系外行星WASP-39b是一顆體積與土星類似的行星，距離地球約700光年。近日，科學家宣布了一項重大發現：在這顆系外行星的大氣層中竟然存在著數量驚人的水分。

藝術概念圖：炙熱的太陽系外行星WASP-39b

系外行星WASP-39b溫度極高，哈勃空間望遠鏡在對這顆太陽系外行星進行詳細觀測時發現，這顆行星的大氣層中含有水蒸汽。據測算，太陽系外行星WASP-39b含水量約為土星的三倍。

參與研究的科學家還在該行星的膨脹大氣層中發現了大量重元素。這些重元素的和水蒸氣的存在意味著，該行星在形成過程中曾經遭受過冰雪物質的撞擊，並且這些冰雪物質中含有豐富的金屬元素。

科學家認為，本次針太陽系外行星WASP-39b大氣層的研究工作，形成了有史以來對系外行星大氣層最為詳盡的觀測結果。在本次研究工作中，研究人員同時使用了哈勃空間望遠鏡、斯皮策空間望遠鏡、以及位於智利北部安地斯山脈巴拉那山歐洲南方天文台的「超大型」天文望遠鏡（the Very Large Telesope） 提供的最新觀測數據，並結合了一些之前得到的觀測數據。大概因為太陽系外行星WASP-39b的高層大氣中沒有可供觀測的雲團，所以需結合多個天文望遠鏡的觀測數據，才得以深入觀測並發現了水的存在。

科學家首次觀測發現太陽系外行星WASP-39b的時間是2011年。這顆行星之所以如此出名，是因為它所圍繞運行的恆星與太陽極為類似，而它本身的體積則與太陽系的土星相當，但該行星沒有類似於土星的土星環。該系外行星的運行軌道距離恆星很近，比水星與太陽之間的距離還要小，因為軌道半徑小，導致該行星的公轉周期僅為4天，而且該行星的表面溫度很高。研究報告稱，太陽系外行星WASP-39b的大氣溫度可能在760攝氏度上下。

這顆類似於土星的炙熱系外行星，其大氣層中含有水蒸氣及金屬元素。這一發現意味著，該系外行星來自於它目前所在恆星系的外部，只是後來才遷移到該恆星星系的內部區域。科學家進一步介紹說：太陽系外行星WASP-39b有可能是在宿主恆星的行星形成盤雪線之外形成的。

太陽系外行星WASP-39b距離地球700光年，該行星大氣層中含有大量的水分，這一發現讓天文學家極為吃驚。

行星形成盤的雪線是指恆星周圍溫度和壓力小到足以形成水冰的過渡點，雪線之內，水分無法凝結，超過雪線之後，水就能夠形成固態的冰。如果這顆巨大的行星是在雪線以外區域形成的，構成該行星的物質中就應當富含金屬元素，科學家在該行星的大氣層中發現了不少金屬元素的蹤跡，這就說明，該行星形成的區域可能是在雪線之外。

本次研究獲取了很多關於太陽系外行星WASP-39b的新信息，這些信息能夠幫助天文學家更好地研究理解太陽系以外的鄰近行星。

「我們需要向外看，視野更寬、看得更遠，才能夠幫助我們更好地認識自己所在的太陽系，」首席研究員漢納·韋克福德在哈勃空間望遠鏡官方網站發表聲明說：「人類持續對太陽系外行星開展著研究工作，我們從這些工作中得到的一個教訓是，行星的形成過程遠比我們想像的更加複雜、更加令人困惑。這一事實讓人簡直難以置信。」

根據哈勃空間望遠鏡官方網站發布的信息，美國國家航空航天局（NASA）、歐洲航天局以及加拿大航天局正在共同研發詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，該望遠鏡將用於研究宇宙起源及系外行星，如果詹姆斯·韋伯太空望遠鏡能夠於2019年按計劃發射升空，將能夠提供更多關於太陽系外行星WASP-39b的信息，例如，關於該行星碳元素及氧元素含量的觀測數據。通過觀測研究碳、氧等輕元素在系外行星大氣中的含量情況，科學家能夠進一步研究發現系外行星的形成方式。

來源：http://www.newsweek.com

譯者：朱川

責編：高佩雯

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