韋伯望遠鏡揭示55 Cancri e的「熔岩蒸汽浴」奧秘

最新研究發現，超級地球系外行星55 Cancri e表面的熔岩可能為其提供富含二氧化碳或一氧化碳的次生大氣。這一新發現由韋伯太空望遠鏡的觀測數據揭示。

55 Cancri e距太陽系40光年，圍繞著類太陽恆星55 Cancri A運行，是一顆超級地球行星。它的質量是地球的8倍，半徑則是地球的兩倍，並且在18小時內就完成繞恆星一週的公轉。它距離母恆星僅0.015天文單位，約為水星至太陽距離的1/25。

先前的研究利用斯皮策太空望遠鏡的數據顯示，這顆行星可能擁有富含氧、氮和二氧化碳等揮發性物質的大氣層。然而，也有科學家猜測它可能只有一層稀薄的、由蒸發的岩石組成的大氣層。

為了解真相，NASA的科學家團隊利用韋伯太空望遠鏡的NIRCam和MIRI儀器，測量55 Cancri e釋放的4至12微米紅外線光。科學家無法直接拍攝這顆行星的圖像，但可以在行星掠過恆星的二次食階段，通過光亮度的變化來推測行星白天一側的紅外線輻射。

熔岩流無法有效地傳遞熱量

這種稱為「二次食光譜學」的方法顯示，55 Cancri e的白天一側溫度約為1540攝氏度，比預期的2200攝氏度低得多，這表明有揮發性物質的大氣層正將熱量從白天一側傳導到黑夜一側。由於熔岩流無法有效地傳遞熱量，這種冷卻現象極有可能是由大氣層引起的。

更深入的觀測顯示大氣層中存在二氧化碳或一氧化碳等吸收紅外線光的氣體。這證據證實了行星並非只有蒸發的岩石。研究人員還認為這層次生大氣來自行星內部的熔岩，而非自行星形成起便存在的「初生大氣」。熔岩中的氣體不斷補充這層次生大氣，形成獨特的組成。

雖然55 Cancri e不適合居住，但它可能為我們提供一扇窗口，讓科學家研究岩石行星的大氣、表面與內部的互動，進一步揭開早期地球、金星和火星的神秘面紗。這項發現被刊載在最新一期的《自然》。

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首圖來源：NASS cc By4.0

圖片來源：NASS cc By4.0

參考論文：
1.A secondary atmosphere on the rocky Exoplanet 55 Cancri e nature