美國(guó)宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)觀察到了我們太陽(yáng)系之外的一顆遙遠(yuǎn)的行星--而且與太陽(yáng)系中的任何東西都不同--揭示出這可能是一個(gè)具有蒸汽大氣的高度反射的世界。這是迄今為止對(duì)這個(gè)神秘世界最接近的觀察，它是一顆"小海王星"，在以前的觀察中基本上是無(wú)法看到的。

雖然這顆被稱為GJ 1214 b的行星太熱了，不可能有液態(tài)水的海洋，但是汽化的水仍然可能是其大氣的主要部分。

馬里蘭大學(xué)的研究人員、發(fā)表在《自然》雜志上的一篇新論文的主要作者Eliza Kempton說(shuō)："這顆行星完全被某種陰霾或云層所籠罩。在這次觀測(cè)之前，大氣層只是對(duì)我們完全隱藏起來(lái)。"她指出，如果確實(shí)富含水，該行星可能是一個(gè)水世界，在其形成時(shí)有大量的水和冰的物質(zhì)。"

為了穿透這么厚的屏障，研究小組冒險(xiǎn)采用了一種新穎的方法： 除了進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的觀測(cè)--捕捉經(jīng)過(guò)行星大氣層過(guò)濾的宿主恒星的光線--他們還跟蹤了GJ 1214 b的幾乎整個(gè)圍繞恒星的軌道。

這次觀測(cè)展示了韋伯的中紅外儀器(MIRI)的威力，它可以觀察到人眼所能看到的電磁波譜部分以外的光的波長(zhǎng)。利用MIRI，研究小組能夠創(chuàng)建一種行星繞著恒星運(yùn)行時(shí)的"熱圖"。熱圖顯示了--就在該行星的軌道把它帶到恒星后面之前，以及當(dāng)它在另一邊出現(xiàn)的時(shí)候--它的白天和黑夜的一面，揭示了大氣層組成的細(xì)節(jié)。

坎普頓說(shuō)："獲得完整軌道的能力對(duì)于了解行星如何將熱量從白天分配到夜晚真的很關(guān)鍵。白天和黑夜之間有很大的反差。夜晚的一面比白天的一面更冷。事實(shí)上，溫度從535華氏度轉(zhuǎn)變?yōu)?26華氏度(從279攝氏度轉(zhuǎn)變?yōu)?65攝氏度)。

如此大的轉(zhuǎn)變只有在由較重的分子組成的大氣中才有可能，如水或甲烷，這些分子在被MIRI觀測(cè)時(shí)顯得很相似。坎普頓說(shuō)，這意味著GJ 1214 b的大氣層主要不是由較輕的氫分子組成的，這可能是該行星的歷史和形成的一個(gè)重要線索--也許是其水的開(kāi)始。

她說(shuō)："這不是原始的大氣層，"。"它并不反映它周圍形成的主星的成分。相反，它要么失去了大量的氫，如果它一開(kāi)始就有一個(gè)富含氫的大氣層，要么它一開(kāi)始就由較重的元素形成--更多的冰，富含水的材料。"

坎普頓指出，雖然按照人類的標(biāo)準(zhǔn)，這顆行星很熱，但它比預(yù)期的要冷得多。這是因?yàn)樗惓ｉW亮的大氣層，讓研究人員感到驚訝，它反射了來(lái)自其母星的很大一部分光線，而不是吸收它并變得更熱。

新的觀測(cè)結(jié)果可能為更深入地了解一個(gè)籠罩在不確定性中的行星類型打開(kāi)大門。迷你海王星--或論文中所說(shuō)的亞海王星--是銀河系中最常見(jiàn)的行星類型，但對(duì)我們來(lái)說(shuō)卻很神秘，因?yàn)樗鼈儾辉谖覀兊奶?yáng)系中出現(xiàn)。迄今為止的測(cè)量結(jié)果顯示，它們與我們自己的海王星的縮小版大體相似。除此之外，我們知之甚少。

"在過(guò)去的近十年里，我們真正知道的關(guān)于這顆行星的唯一事情是大氣層是多云的或朦朧的，"系外行星研究員Rob Zellem說(shuō)，他與共同作者和系外行星研究員Tiffany Kataria在位于南加州的美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室工作。"這篇論文對(duì)額外的詳細(xì)氣候解釋有非?？岬挠绊?-看看這個(gè)星球的大氣層內(nèi)發(fā)生的詳細(xì)物理學(xué)。"

新的工作表明，這顆行星可能是在離其恒星較遠(yuǎn)的地方形成的，這是一種被稱為紅矮星的類型，然后逐漸向內(nèi)旋轉(zhuǎn)到現(xiàn)在的緊密軌道上。該行星的一年--圍繞恒星的一個(gè)軌道--只需要1.6個(gè)地球日。

坎普頓說(shuō)："最簡(jiǎn)單的解釋是，如果你發(fā)現(xiàn)一顆水非常豐富的行星，它就會(huì)在離主星較遠(yuǎn)的地方形成。

天文學(xué)家將需要進(jìn)一步的觀察來(lái)確定GJ 1214 b的更多細(xì)節(jié)，以及其他小海王星類行星的形成歷史。雖然這顆行星的大氣層可能是水狀的，但也有可能存在大量的甲烷成分。要對(duì)小海王星如何形成得出更廣泛的結(jié)論，需要對(duì)它們進(jìn)行更深入的觀察。