詹姆斯·韦伯望远镜发现了一颗邻近系外行星，它是我们闻所未闻的“蒸汽世界”
“这是我们第一次观测到像这样的行星。”
（图解：对这颗由韦伯望远镜发现的系外蒸汽行星GJ9827 d的艺术想象图。图源：Robert Lea（与Canva共同创作）。）
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的新观测表明，一颗临近的系外行星是我们所见的此类行星中的第一颗。
（图解：詹姆斯·韦伯望远镜和它发现的系外行星。图源：Joshua Lothringer/ NASA/ Robert Lea (created with Canva)）
这颗被厚厚的蒸汽包裹着的系外行星距离地球约100光年。这颗行星被命名为GJ 9827 d，它大约是地球的两倍大，三倍重，且其大气层几乎完全由水蒸气组成。
Eshan Raul是研究团队的成员之一，他也是前密歇根大学本科生、现就读于威斯康星大学麦迪逊分校。他在一次发言中指出：“这是我们第一次看到这样的事情。这颗行星主要由热水蒸气组成，因此我们称之为‘蒸汽世界’。不过需要明确的是，这颗行星的环境不适合地球上我们所熟悉的生物的生存。”
长期以来，天文学家一直有推测过像GJ 9827 d这样的“蒸汽世界”的存在，但这次是首次观测到这样的系外行星。
正如Raul指出的那样，这颗行星不太可能支持生命的生存，但它可以帮助天文学家研究大小介于地球和海王星之间的，其他可居住的小型系外行星。
由蒙特利尔大学Trottier系外行星研究所的Caroline Piaulet Ghorayeb领导的研究小组使用了一种称为“透射光谱”的技术，发现了GJ 9827 d的蒸汽的性质。
透射光谱学的基础是元素及其组成的化学物质会吸收和发射特征电磁波长的光。当恒星发出的光穿过行星的大气层时，大气层中的元素会吸收某些波长，在光谱中留下“间隙”。这些间隙就像大气中特定元素和分子的“指纹”。
到目前为止，天文学家使用这种方法研究了许多系外行星，发现它们中的大多数都拥有由宇宙中最轻、最常见的两种元素——氢和氦——占主导的大气层。这与太阳系中的气态巨行星木星和土星的大气层相似，但与地球的复杂大气层以及我们所知道的支持生命所需的大气层是明显不同的。
(图解：木星。图源： NASA, ESA, and J. Nichols (University of Leicester))
Piaulet Ghorayeb在发言中指出：“GJ 9827 d是我们探测到的第一颗富含重分子的行星，就像太阳系的类地行星一样——这是一个巨大的进步。”
（图解：图中一颗以水为主的行星正围绕其恒星运行。图源：NASA, ESA, Leah Hustak (STScI), Ralf Crawford (STScI)）
GJ 9827 d于2017年由开普勒太空望远镜首次发现。这颗系外行星距离其主恒星GJ 9827仅520万英里（840万公里），约为地球和太阳之间距离的6%。这样近的距离意味着GJ 9827 d只需六个地球日就可以公转一周。围绕这颗恒星一共发现了三颗已知系外行星，GJ9827d是其中的第三颗。
2023年，哈勃太空望远镜在GJ 9827 d的大气层中第一次发现了这种惊人的水蒸气的迹象。得益于JWST及其近红外成像仪和无缝光谱仪（NIRISS）的灵敏度，研究小组发现，这颗系外行星不仅是有水蒸气，它简直就是浸泡在其中！
Raul说：“这事情非常超现实。一直以来，因为有人假设水可能存在于系外行星，所以我们专门寻找有水的世界。如果这些水蒸气是真的，那真的会让人们想要一探究竟。”
该团队认为，还有更多像GJ 9827 d这样的行星有待发现，这表明蒸汽行星和水行星可能非常普遍。
Raul总结道：“我相信现在正是年轻人进入天文学领域的好时机！因为在我职业生涯的这个阶段，能够使用到由有史以来最强大的望远镜提供的数据。”
相关知识
GJ 9827是一颗在天球上位于双鱼座的橙矮星，视星等10.250，根据视差观测资料得知该恒星距离地球约99光年（30秒差距）。
天文学家在开普勒太空望远镜的K2巡天期间以凌日法发现GJ 9827周围有3颗行星存在。直到2017年10月，GJ 9827是以凌日法发现拥有行星的恒星中距离地球最近的恒星。它的3颗行星（后缀b、c、c）的半径分别是地球的1.64、1.29与2.08倍，轨道周期分别是1.209、3.648与6.201日（1:3:5 共振）[2]。因为系统中各行星之间距离相当近，该系统被认为是研究太阳系外行星大气层的绝佳目标。
BY:Robert Lea
FY:Stella Zhang（张姝铃）
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