美國國家航空航天局(NASA)的兩架太空望遠鏡合作（哈勃太空望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡），首次識別出地球和海王星大小之間行星的詳細化學(xué)“指紋”。在太陽系中找不到這樣的行星，但它們在其他恒星周圍很常見。

這顆行星，格利澤3470 b(也被稱為GJ 3470 b)，大小介于地球和海王星之間，有一個巨大巖石內(nèi)核埋在氫和氦的大氣下。這顆行星重12.6倍地球質(zhì)量，比地球大，但比海王星小(海王星的質(zhì)量大于17倍地球質(zhì)量)。

美國宇航局開普勒太空望遠鏡發(fā)現(xiàn)了許多類似的星球，事實上，銀河系中80%的行星都可能在這個質(zhì)量范圍內(nèi)。然而，研究人員表示，直到現(xiàn)在，天文學(xué)家才能夠理解這樣一顆行星的化學(xué)性質(zhì)。通過對GJ 3470 b的大氣層進行編目，天文學(xué)家們能夠發(fā)現(xiàn)關(guān)于這顆行星的性質(zhì)和起源線索。從行星形成的角度來看，這是一個重大發(fā)現(xiàn)，加拿大蒙特利爾大學(xué)的Bjorn Benneke說：這顆行星軌道離恒星非常近，質(zhì)量遠小于木星(地球質(zhì)量的318倍)。

但它成功地吸收了原始的氫/氦大氣，這些大氣基本上沒有受到較重元素的污染。在太陽系中沒有這樣的行星，這就是它引人注目的地方。天文學(xué)家利用美國宇航局哈勃和斯皮策太空望遠鏡的多波長綜合能力，對GJ 3470 b的大氣層進行了首次研究。這是通過測量行星經(jīng)過其恒星前方時的星光吸收(凌日)和行星經(jīng)過恒星后方時的反射光損失(日食)來實現(xiàn)。太空望遠鏡總共觀測了12次凌日和20次日食，基于光分析化學(xué)指紋的科學(xué)被稱為“光譜學(xué)”。

這是第一次在光譜上看到這樣一個行星的特征，但卻不知道該如何分類：它應(yīng)該被稱為“超級地球”還是“亞海王星”？或者別的什么？湊巧的是，gj3470b大氣層基本是干凈的，只有薄薄的薄霧，這使得科學(xué)家們能夠深入大氣層進行探測。預(yù)計大氣層中含有大量重元素，如氧和碳，它們正在形成豐富的水蒸氣和甲烷氣體，類似于在海王星上所看到的。相反，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種重元素含量非常低的大氣，其組成類似于太陽富含氫/氦的組成。其他被稱為“熱木星”的系外行星被認為是在離恒星很遠的地方形成。

隨著時間的推移，它們會遷移到離恒星更近的地方。但本這顆行星似乎就是在今天的位置上形成。最可信的解釋是gj3470b誕生于紅矮星附近，這顆紅矮星質(zhì)量大約是太陽的一半。他假設(shè)，從本質(zhì)上說，它一開始是一塊干燥的巖石，在恒星非常年輕的時候，從一個原始的氣體盤中迅速地吸收了氫，這個圓盤被稱為“原行星盤”。天文學(xué)家看到的這個物體能夠從原行星盤中吸收氫，但并沒有失控成為一顆熾熱的木星，這是一個有趣的現(xiàn)象。

一種解釋是，在行星進一步膨脹之前，這個圓盤就已經(jīng)消散了，這顆行星被困在了一顆亞海王星的軌道上。美國宇航局即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將能夠探測到更深處GJ 3470 b的大氣層，這要歸功于韋伯對紅外的空前敏感。研究韋伯儀器的美國和加拿大團隊對這一新發(fā)現(xiàn)已經(jīng)產(chǎn)生了極大的興趣，他們將觀察gj3470b在大氣霧靄變得越來越透明波長下的凌日和日食。

博科園｜研究/來自：美國宇航局戈達德太空飛行中心

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