天文學家確定一顆系外行星大氣性質行星普遍有云

合成的系外行星GJ 1214b上的景觀圖。

　　科技日報訊 “超級地球”GJ 1214b是人們研究最多的附近系外行星之一，體積只比地球稍大一點，也是迄今為止發現的最小、最像地球的系外世界。據《自然》雜志網站近日報道，研究人員最近發現，這顆行星也像地球一樣，包裹著一層厚厚的飄著云的大氣層。同時另一研究還發現一顆更大的、海王星大小的系外行星也有云的跡象。這兩項發現表明，許多系外行星可能都籠罩著云層。相關論文發表在最近的《自然》雜志上。

　　“一直以來我們認為在某些行星上一定有云，現在的一系列研究結果證明，行星上有云確實非常普遍”，第二項研究論文的第一作者、加州理工大學行星天文學家希瑟·科納森說。

　　這兩顆行星都是迄今發現的離太陽系最近的行星。超級地球GJ 1214b距離地球約42光年，繞一顆紅矮星公轉，公轉周期僅38小時。當該行星通過其主恒星表面時，恒星發出的某些光線會被行星大氣層過濾，藉此可以分析出它的成分。

　　2010年時，科學家曾報道他們通過主恒星光譜分析，并未發現GJ 1214b有大氣層的特征。研究人員推測，可能是當時它的云層正擋住了其背后恒星發出的光;也可能是該行星大氣絕大部分是由重分子如水分子，而不是氫分子構成，這樣恒星重力就會吸引大氣，使其大氣薄而致密，這種薄大氣層會使特征光譜范圍縮小到可探測的范圍以下。當時，研究人員還無法區分GJ 1214b的云究竟是哪種情況。

　　利用哈勃太空望遠鏡的觀察，芝加哥大學勞拉·克雷德伯格領導的研究小組分析了GJ 1214b共15次掠過恒星表面時其周圍過濾的近紅外光，充分的數據表明它有一個富含水分的大氣層，由此推斷它一定是被云層包圍著。克雷德伯格說，大氣層可能仍是絕大部分由水蒸氣構成。“我們發現那一定是云。”

　　由于系外行星大氣的溫度和壓力不同，那些云可能不像地球上的云。它們可能由類似硫化鋅或氯化鉀似的物質構成，這兩種化合物凝結成微小的水滴，在那種條件下形成了云。“這是我們第一次勾畫出系外行星大氣的特征，該行星比海王星要小。”克雷德伯格說。

　　類似的云也籠罩著另一個更大的、海王星大小的系外行星，名為GJ 436b。距地球約33光年。加州理工大學行星天文學家希瑟·科納森和同事研究了這顆行星，它也是這種體積的系外行星中的典型。他們也用哈勃望遠鏡觀察了該行星“凌日”時的光線變化。

　　同樣，該恒星光譜并未顯示出有大氣層的特征，因此它要么是一個云層大氣，要么是一種被重力吸下來的水或甲烷之類的重分子大氣。

　　海王星絕大部分由氫和氦構成，所以一顆海王星大小的天體卻有著重分子大氣，這與預期不符，科納森說：“我們認為，這是一顆系外‘海王星’，但如果它沒有很多氫氣，我們就不得不費力思考，怎樣才能形成這樣的行星。”