因距離母星非常近、導致地表溫度極高而覆蓋著熔巖海洋的行星,銀河系中并不少見,NASA近日宣布韋伯太空望遠鏡升空后首年觀測目標將包含2顆超級地球,其中一顆便是表面被巖漿覆蓋的巨蟹座55e。
升空后5個月,NASA詹姆斯?韋伯太空望遠鏡(Webb)鏡面已完美對齊,科學儀器陸續(xù)校準完畢,距離全面運行僅剩數(shù)周時間,待今年夏天公布首次觀測結果后,韋伯望遠鏡便將展開深入科學觀測任務,任務目標包含調查宇宙微波背景輻射、尋找大爆炸后宇宙第一批恒星和星系的光、分析系外行星詳細大氣特征等。
太陽系之外,有許多行星的面貌超乎我們想象,比如根據(jù)目前已知數(shù)據(jù),巨蟹座55e(55 Cancri e)是顆直徑幾乎為地球2倍的巖石行星,距離母恒星僅0.015個天文單位(比水星與太陽距離還短),公轉周期僅18小時,這種極度靠近母星的軌道使該行星向陽面溫度高達2,400 ,也使科學家認為這顆行星向陽面被熔巖海洋覆蓋。
但根據(jù)過去史匹哲太空望遠鏡對巨蟹座55e的觀測,行星最熱區(qū)域其實偏離直接面向恒星,且向陽面探測到的總熱量有所浮動,一種解釋認為該行星具有動態(tài)大氣層以四處轉移熱量,另一種解釋則認為55 Cancri e事實上未被潮汐鎖定,反而與水星一樣具有共振軌道故擁有晝夜循環(huán),地表升溫需要時間,也因此行星最熱區(qū)域并非正對恒星處,就像地球一天其中最熱之際不是中午,而是下午。
韋伯望遠鏡即將調查系外行星巨蟹座55e與LHS 3844 b,與地球及海王星比較。
可惜受技術限制,過去望遠鏡難以進一步分析行星大氣層,更談不上深入探討地質特征,而韋伯望遠鏡的高精度光譜儀將解決這些問題,包括系外行星大氣層由哪些成分組成、哪些行星被潮汐鎖定等,使用近紅外相機(NIRCam)、中紅外成像-光譜儀(MIRI)觀測,將有助于確定巨蟹座55e是否具大氣層;若有,主要成分是氧氣、氮氣或其他?
除了巨蟹座55e,韋伯望遠鏡另一個觀測目標為LHS 3844 b,后者軌道同樣非??拷负阈?,公轉周期約11小時,但LHS 3844 b相對較小且較冷,因此表面不至于熔化。此外,史匹哲望遠鏡觀測表明該行星不太可能含大量大氣,因此韋伯望遠鏡將以光譜儀研究LHS 3844 b表面確定成分,由于不同類型的巖石具有不同光譜,就像我們可以用眼睛判斷花崗巖顏色比玄武巖淺,不同巖石發(fā)出的紅外光也有差異。
(圖片來源:NASA)