JWST 首次探測到太陽系外的二氧化碳

詹姆斯韋伯太空望遠鏡 （JWST） 在系外行星研究領域取得了突破性的發現。

特別是，它通過研究來自母星的光穿過行星周圍的氣體，在分析它們的大氣層方面取得了長足的進步。

JWST 最近在 HR 8799 系統中觀測了氣態巨行星，并檢測到其大氣中存在二氧化碳，這表明該系統的形成與我們自己的系統之間存在相似之處。

HR 8799 是一個非常了不起的系外行星系統，位于距離地球 130 光年的飛馬座中。這是一個以一顆年輕的主序星為中心的系統，它的質量大約是我們太陽的 1.5 倍，年齡只有大約 3000 萬年。

HR 8799 特別有趣的是，它擁有最早的直接成像多行星系統之一，有四顆已確認的巨行星圍繞恒星運行，距離從 15 到 70 個天文單位不等。

這些行星被命名為 HR 8799 b、c、d 和 e，都是大質量氣態巨行星，據估計每顆質量是木星.

像這樣的巨行星可以通過兩個不同的過程形成：核心吸積，其中較重元素的固體核心緩慢吸引氣體（就像在我們的太陽系中發生的那樣），或盤不穩定性，即氣體粒子從年輕恒星的冷卻盤中迅速聚結。

了解哪種形成模型最常見，有助于科學家對整個銀河系的行星系統進行分類。

這種分析一直是巴爾的摩約翰霍普金斯大學 （Johns Hopkins University） 的威廉·巴爾默 （William Balmer） 領導的研究小組研究的核心。

他們的研究還涉及對 51 個 Eridani 的觀察，正如 Balmer 解釋的那樣，“我們希望通過此類研究來了解我們自己的太陽系、生命和我們自己與其他系外行星系統的比較，這樣我們就可以將我們的存在置于背景中。

對 HR8799 和 51 Eridani 中的氣態行星的觀測表明，它們含有大量的二氧化碳氣體，這提供了強有力的證據，證明該系統的四顆巨行星是通過核心吸積形成的——據信，這一過程創造了木星和土星，其中固體核心逐漸吸引來自原行星盤的周圍氣體。

在已經發現的近 6,000 顆系外行星中，由于行星與其宿主恒星之間的巨大亮度差異，只有少數被直接成像。

JWST 的 NIRCam 日冕儀技術通過阻擋星光來揭示行星本身的紅外輻射，使這些觀測成為可能。

他們能夠分析各種氣體吸收的特定波長，因此能夠確定 HR 8799 四顆行星含有比以前認為的更高的重元素濃度。

HR 8799 和 51 Eridani 的觀測是作為 Webb 保證時間觀測計劃的一部分進行的。

作為世界上最重要的太空科學天文臺，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡不僅在尋找和觀測遙遠的系外行星方面發揮著關鍵作用，而且在繼續探索太陽系和研究宇宙的結構和起源方面也發揮著關鍵作用。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創文章.

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