韋伯的近紅外光譜儀于2022年7月10日捕獲的熱氣巨行星WASP-39 b的透射光譜揭示了太陽系外行星中存在二氧化碳的第一個明確證據。這也是有史以來第一個詳細的系外行星透射光譜，涵蓋了3到5.5微米之間的波長。圖片來源：NASA官網

據美國國家航空航天局（NASA）當地時間25日報告，詹姆斯·韋伯空間望遠鏡首次捕捉到太陽系外行星大氣中存在二氧化碳的明確證據。這一發現發表在《自然》雜志上，它表明未來韋伯空間望遠鏡或能夠探測和測量較小巖石行星較薄大氣中的二氧化碳。

NASA在新聞稿中指出，這顆系外行星WASP-39b是一顆熾熱的氣態巨行星，圍繞一顆距離地球700光年的類太陽恒星運行，質量大約是木星的四分之一（大約與土星相同），直徑是木星的1.3倍。了解WASP-39b等行星的大氣構成對于了解它們的起源和演化方式至關重要。

“二氧化碳分子是行星形成過程中的敏感示蹤物。”研究團隊成員之一、美國亞利桑那州立大學的邁克·萊恩說。

研究小組使用韋伯的近紅外光譜儀對WASP-39b進行了觀測。在產生的系外行星大氣光譜中，一座介于4.1到4.6微米之間的小“山丘”提供了第一個清晰、詳細的證據，證明在太陽系外的行星上檢測到了二氧化碳。

據NASA稱，在系外行星的傳輸光譜中，從來沒有天文臺在3到5.5微米的范圍內測量過如此多的單獨顏色的亮度細微差異。獲取這部分光譜對于測量水、甲烷以及二氧化碳等氣體的豐度至關重要，這些氣體被認為存在于許多不同類型的系外行星中。

NASA的哈勃和斯皮策空間望遠鏡揭示了該行星大氣中存在水蒸氣、鈉和鉀。現在，韋伯的紅外敏感度也證實了這顆星球上存在二氧化碳。

據《科學》雜志報道，發現二氧化碳是有價值的，因為它是一顆行星的“金屬豐度”的線索。金屬豐度是指原始宇宙中存在的氫和氦以外的物質所占的比例。大爆炸中產生的氫和氦是宇宙中所有可見物質的起始物質，但任何更重的物質都是后來在恒星中鍛造的。研究人員認為，充足的重元素供應對于創造巨型行星至關重要。

萊恩補充說：“通過測量二氧化碳的這一特征，我們可以確定有多少固體和多少氣體物質用于形成這顆巨大的氣態行星。在接下來的十年里，將對各種行星進行這一測量，從而深入了解行星是如何形成的，以及我們太陽系的獨特性。”

科技日報實習記者張佳欣