NASA宣布韋伯望遠鏡的探測目標:擁有熔岩海洋的“超級地球”

據CNET報道,在迄今為止的成功旅程中,美國宇航局(NASA)的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡順利完成了從地球出發的一百萬英里的旅行和對準其18個六邊形鍍金鏡子等步驟。該機構表示,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡距離全面運行只有“幾周時間”。為了準備韋伯的首次宇宙發現,NASA正在積累一份令人興奮的星際目標清單。周四,它宣布了兩個絕對不會讓人失望的目標:兩顆炙熱的“超級地球”,聽起來很像《星際迷航》的世界。

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其中一個“超級地球”被熔岩海洋所覆蓋,另一個沒有大氣層。

馬克斯-普朗克天文學研究所的Laura Kreidberg 在一份聲明中說:“它們將為我們提供關於一般類地行星的奇妙的新視角,幫助我們了解早期地球在像今天這些行星一樣炎熱時可能是什麼樣子。”

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系外行星55 Cancri e

首先,我們有系外行星55 Cancri e,或者正如美國宇航局所說的,一個超熱的“超級地球”。這顆岩石星球距離我們大約40光年,質量是我們星球的8.63倍。

55 Cancri e圍繞着一顆類似太陽的恆星運行,類似於地球和太陽之間牢不可破的聯繫,但是因為它距離那顆恆星不到150萬英里,所以它非常熱。極度。熱。作為背景,地球從接近9500萬英里的距離繞着太陽運行。這就是為什麼科學家們相信,55 Cancri e上的岩石真的會融化成熔岩的海洋。而這還不是最奇怪的部分。

這顆超熱的行星離它的“太陽”很近,這也導致了一個重大的謎團,而這是韋伯有能力解決的一個問題。

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NASA說:“與恆星軌道如此接近的行星被認為是潮汐鎖定的。”這意味着行星的一面必須始終面向恆星。直觀地講,科學家們認為這樣的潮汐鎖定會使行星面向恆星的一面比另一面熱得多,而且這種熱度不應該真的波動。但是……55 Cancri e似乎並沒有表現出這些特徵。

然而,一個可能的解釋是,“55 Cancri e可能有一個以氧氣或氮氣為主的厚重大氣層,”NASA南加州噴氣推進實驗室的Renyu Hu在一份聲明中說。或者,另一種情況是,領導另一個研究55 Cancri e的團隊的斯德哥爾摩大學的研究員Alexis Brandeker建議,研究人員可能一開始就對55 Cancri e的潮汐鎖定有誤。

“這可以解釋為什麼該行星最熱的部分被轉移了,”Brandeker說。“就像在地球上一樣,表面需要時間來升溫。一天中最熱的時間將是在下午,而不是在正午。” 如果Brandeker是對的,那麼55 Cancri e也很可能不僅是熔岩海洋的所在地,也是熔岩雨的所在地。

這就是韋伯的作用。

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一方面,Hu和其他研究人員決心通過對韋伯的開創性的近紅外相機(NIRCam)和中紅外儀器(MIRI)在行星的一側進行訓練,來弄清這個問題。這兩項技術都利用了紅外成像的力量來觀察人眼無法看到的東西。

從電磁波譜的紅外區域發出的光對我們來說基本上是不可見的,但是這些儀器可以捕捉到這些光子,即使它們來自於深空,並將它們轉化為我們這些凡人可以讀取的信號。“如果它有大氣層,(韋伯)有足夠的靈敏度和波長範圍來探測它,並確定它是由什麼構成的,”研究人員表示。

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而另一方面,Brandeker和其他研究人員還計劃用NIRCam來測量55 Cancri e在四個不同軌道上的發光面所發出的熱量。

系外行星LHS 3844 b

在離我們比55 Cancri e更遠一點的地方–準確地說,是48光年–有另一顆非常熱,儘管技術上更冷的太陽系外行星,叫做LHS 3844 b。這顆行星的主要亮點是,它似乎沒有……任何空氣?或者說,它沒有一個“實質性的大氣層”。

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韋伯可以通過使用其強大的紅外光譜機制來解讀這顆行星的秘密。由於缺乏大氣層,NIRCam在這種情況下可能不起作用,但MIRI可以。MIRI不能準確地給LHS 3844 b “成像”,但它可以探測到不同岩石成分的存在,比如花崗岩或玄武岩,甚至可能還有火山氣體–如果這顆行星有活躍火山活動的話。

“事實證明,不同類型的岩石有不同的光譜,”Kreidberg說。“你可以用眼睛看到,花崗岩的顏色比玄武岩淺。岩石發出的紅外光也有類似的差異。”

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雖然這兩顆系外行星是真正令人敬畏的韋伯科學目標,但它們僅僅是這個望遠鏡在未來幾年內可以為天文學做的事情的表面。世界各地的研究人員已經非正式地加入了韋伯的“武器庫”,比如一個團隊正在識別地外生物特徵,另一個團隊正在鎖定一個超大質量黑洞的“祖先”。

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