科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然
詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡首次直接拍攝到太陽(yáng)系外行星系統(tǒng)HR 8799中的二氧化碳（CO2）圖像。HR 8799是一個(gè)距離地球130光年的多行星系統(tǒng)，長(zhǎng)期以來(lái)一直是行星形成研究的主要目標(biāo)。最新一期《天體物理學(xué)雜志》發(fā)表了對(duì)該星系觀測(cè)的分析結(jié)果。
觀測(cè)結(jié)果有力地證明，該星系中4顆巨行星的形成方式與木星和土星非常相似，都是通過(guò)緩慢構(gòu)建固體核心而形成的。這些觀測(cè)證實(shí)，韋布望遠(yuǎn)鏡不僅能通過(guò)星光推斷大氣成分，還能直接分析系外行星大氣的化學(xué)成分。
韋布拍攝的圖像帶有明顯的CO2特征，表明這些行星的大氣中存在相當(dāng)一部分較重元素，例如碳、氧和鐵。根據(jù)人們對(duì)它們所繞行的恒星的了解，這很可能表明它們是通過(guò)核心吸積形成的。對(duì)于能夠直接看到的行星來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)令人興奮的結(jié)論。
很少有系外行星被直接成像，因?yàn)檫b遠(yuǎn)的行星比它們的恒星暗數(shù)千倍。而韋布望遠(yuǎn)鏡能捕獲特定波長(zhǎng)，才能直接拍攝到相關(guān)圖像。此次觀測(cè)成果還得益于韋布的日冕儀，日冕儀可阻擋明亮恒星發(fā)出的光線，就像日食時(shí)一樣，從而揭示隱藏的世界。這使研究人員能尋找特定波長(zhǎng)的紅外光，從而揭示特定氣體和其他細(xì)節(jié)。
研究人員瞄準(zhǔn)3—5微米波長(zhǎng)范圍，發(fā)現(xiàn)HR 8799的4顆行星含有比之前認(rèn)為的更多的重元素，這再次暗示它們的形成方式與太陽(yáng)系的氣態(tài)巨行星相同。
研究人員還在準(zhǔn)備更詳細(xì)的觀測(cè)，以確定他們看到的圍繞其他恒星運(yùn)行的天體是真正的巨行星，還是類似于棕矮星。棕矮星的形成方式與恒星相似，但積累的質(zhì)量不足以點(diǎn)燃核聚變。
2022年，韋布望遠(yuǎn)鏡曾通過(guò)追蹤凌日現(xiàn)象間接探測(cè)到系外行星WASP-39 b上含有CO2。
