宇宙中的景色越來越美。

被拉伸的星光，膨脹的氣態(tài)星云，以及無數(shù)顆耀眼的恒星，這一切正被詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡一一觀測(cè)。

2022年7月11日凌晨，耗資100億美元的韋伯望遠(yuǎn)鏡發(fā)布了“上線”以來的第一張圖像，帶我們無限接近了可觀測(cè)宇宙的開端，展示了130多億年前的古老景象和許多我們之前未曾看到的宇宙星系。

新的驚喜也在不斷涌現(xiàn)，8月24日，韋伯望遠(yuǎn)鏡捕獲了太陽系外行星WASP-39b大氣中二氧化碳的第一個(gè)明確證據(jù)，這一發(fā)現(xiàn)目前被刊登在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上，經(jīng)同行評(píng)審之后，預(yù)計(jì)不久后將發(fā)表在《自然》雜志上。

被“轟炸”的年輕行星

WASP-39b是一顆圍繞G型恒星運(yùn)行的氣態(tài)巨行星，距離地球約700光年，它的直徑與木星相似，但與恒星之間的距離卻比水星繞太陽運(yùn)行的距離近的多，其向陽面溫度最高可達(dá)760攝氏度，因此也被稱為熱木星。

該行星2011年首次由NASA在地面觀測(cè)到，隨后又被斯皮策望遠(yuǎn)鏡追蹤了幾年，那個(gè)時(shí)候其實(shí)已經(jīng)有數(shù)據(jù)表明WASP-39b的大氣層存在水蒸氣、鈉和鉀，但對(duì)于二氧化碳是否存在，當(dāng)時(shí)并沒有實(shí)際的證據(jù)。

韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)系外行星的首個(gè)任務(wù)便落在WASP-39b上，在7月10日的八個(gè)多小時(shí)內(nèi)，韋伯望遠(yuǎn)鏡觀察到這顆行星在圍繞恒星表面移動(dòng)，與此同時(shí)，星光穿越行星的大氣層同時(shí)留下“身份信息”，各種分子通過吸收特定波長的光進(jìn)行鑒定。

如果將星光散布至光譜上，可以發(fā)現(xiàn)來自恒星光的紅外波長被系外行星上的某種氣體大量吸收，而“兇手”正是二氧化碳。

從科學(xué)的角度來看，這無疑非常令人興奮，因?yàn)檫@顆行星與木星相似，意味著它與其恒星具有相同的物質(zhì)盤組成，且具有與該恒星相似的化學(xué)組成，這對(duì)于研究行星所在星系構(gòu)成具有重要意義。

但其中“不科學(xué)之處”在于，行星上強(qiáng)烈的二氧化碳?xì)庀⑿盘?hào)意味著它富含比構(gòu)成恒星的氫、氦等元素更重的元素，例如碳和氧。

一個(gè)可能的猜想來源于地球誕生之初的那個(gè)時(shí)期，在早期行星剛形成的時(shí)候，極容易受到彗星、小行星等天體的狂轟濫炸，而這些彗星、小行星破碎后可能會(huì)釋放出更重的元素，并且留在了行星之上。

研究中還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)彩蛋：WASP-39b上含有的重元素與土星上的重元素?cái)?shù)量幾乎一樣，這意味著土星在年輕時(shí)候可能也遭受過社會(huì)的“毒打”。

發(fā)現(xiàn)生命的基石

在行星大氣中發(fā)現(xiàn)二氧化碳是探測(cè)地球以外生命的基石，混合著二氧化碳、甲烷以及水蒸氣的大氣，這可能是生命產(chǎn)生的溫床。

不過天文學(xué)家并不期望WASP-39b上能承載生命，畢竟離它們的太陽太近了，甚至它們也不指望韋伯望遠(yuǎn)鏡能在另一個(gè)行星上找到明確的生命跡象，因?yàn)檫@得需要一個(gè)比韋伯更先進(jìn)的技術(shù)。

但使用韋伯望遠(yuǎn)鏡檢測(cè)二氧化碳也很有價(jià)值，可以為未來的發(fā)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)，因此在韋伯望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行的短短一年時(shí)間內(nèi)，它已經(jīng)被委托觀測(cè)76顆系外行星，而在未來，這一數(shù)量可能會(huì)有數(shù)百個(gè)。

在往后的歲月中，它將“凝視”氣態(tài)巨行星的大氣層以及與地球相似的小巖石世界，讓我們繼續(xù)等待它的驚喜。