距地球41光年的系外行星巨蟹座55e(55Cancrie),在韦伯太空望远镜观测下拿到迄今所有太阳系外岩石行星拥有大气层的最佳证据。
巨蟹座55e昵称Janssen,是围绕类太阳恒星巨蟹座55A(55Cancri)运行的5颗已知行星之一。巨蟹座55e直径几乎为地球2倍,密度稍大,因此被归类为超级地球,成分可能与太阳系岩石行星相似,但它是巨蟹座55A系统内最接近母星的行星,距离仅2.3公里,因此表面温度高达2,700℃。
尽管巨蟹座55e高机率被潮汐锁定、表面可能覆盖一片岩浆海洋,但天文学家还是尝试寻找这颗岩石行星是否有大气层的证据。
先前使用NASA史匹哲太空望远镜观测巨蟹座55e的结果表明,这颗行星存在富含挥发物的大气,如氧气、氮气、二氧化碳;2016年哈伯太空望远镜首次对系外行星进行大气调查时,也确定巨蟹座55e大气含有氢和氦。
有2种可能性解释此现象,第一:行星顶层存在薄而汽化的矽酸盐大气,由行星挥发物和碳、氮、氢、硫等化合物组成,这些物质容易因恒星辐射损失;第二,随著时间推移,这颗行星可能因火山作用产生浓厚的“次生”大气层。
韦伯太空望远镜光谱数据表明,巨蟹座55e可能被富含二氧化碳或一氧化碳、其他挥发物的大气包围。
后来韦伯太空望远镜也投入对巨蟹座55e的观测行列,数据毫无疑问地显示出这颗行星拥有被熔岩覆盖的地狱景观,但正是这种熔化性质帮助巨蟹座55e形成次生大气层。
巨蟹座55e与母恒星距离之近使得一切都熔化,而熔化的岩石有助于排气,虽然原始大气层主要由氢、氦组成,但后续取代原始大气的次生大气成分尚不确定,需取决于下方岩石组成。
虽然韦伯望远镜的观测没说明巨蟹座55e大气层成分,但模型结论倾向含有大量二氧化碳与一氧化碳。
新论文发表在《自然》(Nature)期刊。
(图片来源:NASA)