美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜正准备为我们提供迄今为止最好的太阳系以外的世界，通常称为系外行星。位于加利福尼亚硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心的科学家们将率先与韦伯一起观察宇宙，他们正在寻找有关系外行星是如何形成的、它们是由什么构成的以及是否有可能适合居住的线索。
2022 年 1 月 24 日，望远镜到达了它的目的地，即距离地球约 100 万英里的轨道，环绕着一个名为太阳-地球拉格朗日点 2 的位置，也称为 L2。现在，韦伯距离启动其改变我们对宇宙理解的科学使命又近了一步。
填补行星知识空白
当我们寻找系外行星时，科学家们经常使用我们最了解的世界作为参考——我们自己的世界，以及我们在太阳系中的邻居。但是外面的大多数行星都不像我们的任何邻居。
“我们在银河系中发现的行星的多样性远远超过了我们太阳系中行星的多样性，”艾姆斯研究中心的研究科学家娜塔莎·巴塔哈说，她是几个韦伯计划的联合研究员。“在我们的太阳系中，我们有内部的岩石世界和外部的气体行星——但我们看到的最常见的系外行星实际上介于两者之间。”
Batalha 的团队将使用韦伯研究 11 颗“中间”行星，它们比地球大但比海王星小，以了解更多关于它们是如何形成和随着时间演变的。对这个行星种群的外观有一个基本的了解——它们是岩石的，还是由气体构成的？——是开始。由韦伯促成的艾姆斯的大部分系外行星研究将集中在这种基础知识建设上，让科学家们有更多的碎片来拼凑我们太阳系以外的行星人口是什么样子，以及这些世界是否可能蕴藏着潜在的生命。
艾姆斯大学的天体物理学家托马斯·格林 20 多年来一直为韦伯的仪器和分析技术的发展做出贡献，他正在领导一项对九颗行星的研究，这些行星的质量和温度都比以前的望远镜所研究的要小。他的研究将集中于这些世界周围大气的化学组成，与它们的宿主恒星相比，它们组成中较重元素的丰度，每个行星表面的温度等等。
另一种需要进一步研究的行星是围绕冷矮星运行的小型岩石世界。这些行星通常非常靠近它们的太阳，但由于它们的太阳又小又冷，所以它们位于宜居带内。然而，对这些世界知之甚少——包括它们是否能够维持大气层，更不用说它们是否能够孕育生命。
、尽管格林研究中的大部分世界都是由气体构成的，但其中一个是岩石的——TRAPPIST-1b。它是 TRAPPIST-1 系统中最内层的行星，由七颗大致与地球大小的岩石组成的行星组成，它们的轨道靠近一颗小型、凉爽的矮星。由于对这颗行星的构成知之甚少，包括它是否有大气层，韦伯收集的数据可能会揭示它是一个死亡和贫瘠的世界，甚至是一个有可能孕育生命的世界。
“正如我们所知，行星的大气层对于生命的可能性至关重要，”格林说。“我们开发了韦伯的仪器，能够为我们提供不仅探测大气层所需的数据，而且还能确定它们是由什么构成的。”
格林的团队将仔细研究这颗行星的光谱——看看它发出什么样的光，从而了解它的化学成分。该研究将重点关注地球的红外辐射并寻找二氧化碳的迹象。如果有迹象表明存在大气，尤其是二氧化碳，那么 TRAPPIST-1b 可能已经形成和演化，就像我们自己的太阳系中也含有二氧化碳的岩石行星——金星、地球和火星。
Batalha 还为两个 Webb 项目做出了贡献，该项目的重点是表征五个相似的岩石世界，包括同一系统中的两个——TRAPPIST-1h 和 TRAPPIST-1e，后者位于可居住区。这些程序将决定这些世界中有多少有大气层，如果有，它们是由什么组成的。韦伯的许多目标距离我们数千甚至数十亿光年，但离我们最近的一些系外行星也是这些同样小的岩石世界。比邻星是距离我们最近的恒星，距离我们只有 4 光年多一点，它是一颗 M 矮星，可能是两个这样的世界的家园。了解遥远的世界可以帮助我们了解离家更近的宜居性前景。
韦伯望远镜是美国宇航局建造的最大的天体物理空间观测站，也是技术最复杂的科学任务。
“成为如此巨大的努力的一部分，这是一种令人谦卑的经历，”巴塔利亚说。“大约有 10,000 人为这台望远镜做出了贡献，400 多个机构的数千人将分析其第一个周期的数据。这是进行这种规模的科学研究的绝佳机会。”
詹姆斯韦伯太空望远镜是世界上最大、最强大、最复杂的太空科学望远镜。韦伯将解开我们太阳系的谜团，超越其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。Webb 是由 NASA 与其合作伙伴 ESA（欧洲航天局）和加拿大航天局领导的一项国际计划。
文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/91bca29e56c4d9b381a34a279bf692f9.html