第一次在系外行星大氣中發現氦

天文學家第一次在太陽系以外的行星上發現了氦。由埃克塞特大學(University of Exeter)的傑西卡(Jessica)領導的一個國際研究小組發現了「超級海王星」系外行星WASP-107b的惰性氣體的證據利用哈勃太空望遠鏡觀測到的太陽系外行星觀測結果顯示，太陽系外行星上層大氣中有大量的氦元素，這是在2017年才被發現的。探測到的氦信號強度是如此之大，以至於科學家們相信，這顆行星的上層大氣會向太空延伸數萬公里。

這顆系外行星WASP-107b是一顆氣態巨行星，圍繞著一顆高度活躍的k型主序恆星運行。這顆恆星距離地球約200光年。利用光譜學，科學家們能夠在行星的逸出大氣層中找到氦——這是在一顆系外行星的大氣層中首次發現這種元素。圖片：ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser

氦是宇宙中第二大最常見元素，它已經被認為是巨大系外行星上最容易探測到的氣體之一。然而，這項開拓性的新研究是首次發現這種氣體。現在，研究小組認為，這項開拓性的研究將為科學家們在銀河系周圍的地球大小的系外行星上發現更多的大氣層鋪平道路。該研究發表於2018年5月3日的《自然》雜誌上。傑西卡說，埃克塞特物理學和天文系的一部分說：我們希望利用這一技術與即將到來的詹姆斯韋伯太空望遠鏡，例如，了解什麼類型的行星有很多的氫和氦，以及行星可以保持在他們的大氣層。通過測量紅外光，我們可以比使用紫外光看到更遠的地方。

WASP-107b是一顆非常低密度的行星，大小與木星相似，但其質量只有12%。它每6天繞著它的主恆星運行，它有一個被發現的系外行星最冷大氣層，儘管在500攝氏度的時候，它仍然比地球更熱。通過分析太陽系外行星大氣層上部的光線光譜，研究人員能夠探測到處於激發態的氦的存在。該信號的顯著強度利用了一種新技術，該技術不依賴於以往用於研究上系外行星大氣的紫外線測量。該研究小組相信，這種利用紅外線的新技術，可以開闢出新的路徑，探索宇宙中更大體積系外行星的大氣層。

來自埃克塞特大學的湯姆·埃文斯(Tom Evans)說：我們探測到的氦向太空延伸很遠，就像一團稀薄的雲圍繞著地球。如果體積較小的地球大小的行星也有類似的氦氣雲，這項新技術將為我們在不久的將來研究它們大氣層提供了一種令人興奮的方法。1868年，氦首次在陽光下被發現為一種未知的黃色光譜線。以德文為基礎的天文學家Norman Lockyer是第一個提出這條線的人，這是由於一個新元素，並以希臘太陽神赫利俄斯的名字命名。從那以後，它被發現是太陽系中木星和土星的主要成分之一。

博科園-科學科普｜參考期刊：自然｜來自：埃克塞特大學

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