“超級地球”是一類不同于我們太陽系中任何行星的行星。它們的質(zhì)量比地球大，但不超過其質(zhì)量的10倍。這意味著它們的質(zhì)量比地球大，但又比海王星和天王星這樣的冰冷氣態(tài)巨行星輕。它們可以由氣體、巖石或兩者的組合組成。

關(guān)鍵事實天文學(xué)家通常通過觀察行星在經(jīng)過其宿主恒星前時阻擋了多少光線來發(fā)現(xiàn)和研究系外行星，這種技術(shù)被稱為“凌日法”。GJ 1252 b是一顆距離地球約65光年的系外行星，其半徑是地球的1.18倍，于2020年被美國宇航局的凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星（TESS）用這種方法發(fā)現(xiàn)。這項新研究中的天文學(xué)家在斯皮策太空望遠鏡退役前對這顆系外行星進行了觀測，并能夠近距離觀察這顆行星和它的大氣。

利用斯皮策望遠鏡，研究小組檢測到了次蝕。這發(fā)生在一顆行星經(jīng)過一顆恒星后面時，行星的光線被阻擋。行星的光線來自于其自身的紅外輻射（或熱量），以及從恒星反射的光線。

(資料圖)

尋找宇宙中生命跡象的天文學(xué)家們關(guān)注系外行星的一些不同細節(jié)。這些細節(jié)中有許多是系外行星和地球之間的比較，因為地球仍然是我們已經(jīng)確認存在生命的唯一行星。

GJ 1252 b并不比地球大多少。然而，它的溫度要高得多，因為它離它的恒星更近。此外，正如天文學(xué)家在這項研究中發(fā)現(xiàn)的那樣，它缺乏很多大氣層。

天文學(xué)家和研究報告的共同作者、馬克斯-普朗克天文研究所系外行星大氣物理學(xué)部主任Laura Kreidberg說：“我們剛剛開始了解巖質(zhì)行星能夠保持其大氣層的頻率，以及在什么情況下。這一測量結(jié)果表明，對于最熱的行星，厚厚的大氣層通常不太可能存在?！?/p>

為了確定這顆系外行星的大氣層（如果有的話）可能是什么樣的，天文學(xué)家測量了GJ 1252 b的紅外輻射，因為它的光線在一次次的日食中被遮擋。這些觀測結(jié)果揭示了這顆行星炙熱的白天溫度，估計高達2242華氏度（1228攝氏度）。事實上，GJ 1252 b是如此之熱，以至于金、銀和銅都會在這顆行星上融化。

這個系外行星的預(yù)期溫度，與大氣模型相比，表明它的表面壓力可能低于10bar （作為參考，地球的表面壓力約為1bar ）。雖然這顆行星的炙熱溫度將使大氣層難以長期穩(wěn)定，但這顆系外行星可能有一個密度像地球的大氣層，一個密度比地球高10倍的大氣層，甚至沒有任何大氣層。

鑒于其極端的溫度和低的表面壓力，這個團隊的天文學(xué)家們預(yù)測，GJ 1252 b可能根本沒有大氣層。這是目前科學(xué)家對其大氣層有如此清晰認識的最小的系外行星。

GJ 1252b是一顆系外行星，它首先被TESS探測到，然后在2020年望遠鏡任務(wù)結(jié)束之前，用斯皮策望遠鏡進行了更徹底的調(diào)查。隨著使用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）的進一步探索，研究人員可以對這顆行星的大氣層進行更嚴格的限制，這是一種令人興奮的可能性。

“當(dāng)時，斯皮策是已知宇宙中唯一能夠進行此類測量的設(shè)施。現(xiàn)在，斯皮策已被關(guān)閉，但JWST就在那里，在這些波長下，它比斯皮策要敏感得多。因此，我們用斯皮策做的困難的事情，現(xiàn)在我們可以開始用JWST輕松地完成，而且是對更多數(shù)量的巖質(zhì)行星，”Crossfield說。

“JWST的紅外觀測有可能揭示出像這樣的熱的巖石行星的表面特性。不同類型的巖石有不同的光譜特征，所以我們有可能了解到GJ 1252b是由什么類型的巖石構(gòu)成的，”Kreidberg補充說。

用JWST進一步研究GJ 1252 b對科學(xué)家來說是一種令人興奮的可能性，因為確認這樣一顆小而熱的系外行星上有大氣層是非常有趣的，因為探索像這樣一顆完全沒有大氣層的行星的組成也是非常迷人的。

由Crossfield領(lǐng)導(dǎo)的堪薩斯大學(xué)的一個小組領(lǐng)導(dǎo)了這項研究，發(fā)現(xiàn)了關(guān)于GJ 1252b大氣層的奇怪的新細節(jié)。 這項研究發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志通訊》上。