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翻译：王婧彧
校对：刘海牧 申振宇
审阅：
美编：毫秒
后台：胡永崴
寻找外星生命
类地系外行星艺术想象图
图源：NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
寻找系外行星大气的目的是寻找外星生命。天文学家塞巴斯蒂安•齐巴（Sebastian Zieba）使用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的数据研究小型类地系外行星，虽然尚未发现外星生命，但他的发现对未来观测非常有价值。齐巴刚刚在6月25日以优异成绩从莱顿大学毕业。
齐巴一直在海德堡的马克斯·普朗克天文学研究所和莱顿天文台做研究，他说：“天文学的圣杯一直都是寻找生命的痕迹，但我们目前还无法直接探测到一些形式的生命。”
我们需要弄清楚除了地球，还有哪些行星能拥有大气层，甚至生命。这就是齐巴的研究内容：寻找小型类地系外行星的大气。这些系外行星的直径小于地球的两倍，并且主要由岩石组成。
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极热行星
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要探测系外行星周围可能存在的大气层，可以测量行星的温度，这可以使我们了解其气候和热量传输。齐巴在观察炽热的岩浆行星K2-141 b时就使用了这一方法。这颗行星离它的母星非常近。由于行星和恒星之间的强大引力，这颗行星总是以相同的一面朝向母星。
因此，它一面完全熔化，另一面则非常寒冷。由于极高的温度，岩石开始蒸发，可能形成岩石蒸汽大气。这就是为什么齐巴想要研究这颗行星。
大气可以将热量从热的一面传到冷的一面，使夜晚一面不那么冷，白天一面不那么热。齐巴说：“我们试图回答的问题是：这颗行星真的很热还是实际上稍微冷一点？” 齐巴找到了一些岩石蒸汽大气层的迹象。来自JWST的新数据会对研究这些类型的系外行星提供帮助。
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类金星行星是裸露的岩石行星
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我们也可以通过发射光谱来寻找特定的分子，这也意味着大气层的存在。齐巴研究了类金星系外行星TRAPPIST-1 c的光谱，并认为其大气也会与金星很相似。"
他寻找的是二氧化碳的痕迹。为什么要寻找二氧化碳？
因为二氧化碳无处不在。行星上的任何活动，如火山活动，都会产生一定量的二氧化碳。所以如果有大气层，人们就会期望找到一定量的二氧化碳。但是我们在这颗行星上没有找到任何二氧化碳。这说明TRAPPIST-1 c可能是一颗裸露的岩石行星，与具有浓厚二氧化碳大气层的金星完全不同。
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JWST数据的助力
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齐巴一开始使用斯皮策红外太空望远镜。但在他的博士研究期间，他还能够使用JWST的数据。
他说："我很荣幸成为第一批使用JWST数据的博士生之一。"
更好的望远镜会有助于进一步研究系外行星的大气。
“发射十个JWST然后将它们粘在一起会很棒，”齐巴开玩笑说。他期待未来使用JWST以及一些正在建设中的项目（智利的极大望远镜）或设计阶段的项目（宜居世界天文台和LIFE空间任务）。
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我们学到了什么？
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尽管所观察的系外行星中没有检测到任何大气层，齐巴的研究仍然非常有价值。
他说：“如果你在一个物体中没有检测到某些特征，例如大气层，可能是因为它不存在，但也可能是由于来自恒星或是仪器的噪音。即使我们没有发现大气层或其他生命迹象，也会有助于未来的观测。”
原文链接
https://phys.org/news/2024-06-atmospheres-ultimate-quest-extraterrestrial-life.html
责任编辑：杨伯顺
牧夫新媒体编辑部
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JWST观测到的系外行星WASP-96b的光谱
图片来源：NASA/ESA/CSA/STScI
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