一顆氣體巨行星圍繞著一顆高度活躍的恆星旋轉，它正在逐漸侵蝕它的大氣層。模擬圖
經過十多年的搜尋，科學家終於發現了一個氣體巨行星所產生的元素。一顆巨大的、膨脹的行星圍繞著一顆小而明亮的恆星旋轉，它將氦洩漏到太空中。這是天文學家第一次在太陽系以外的行星上發現這一元素，經過了十多年的搜尋。
英國埃克賽特大學的系外行星天文學家傑西卡說，許多類似的行星可能存在，因此這項工作為探測遙遠世界的大氣層開闢了新的可能性。她和她的同事們今天在自然雜誌上描述了這一發現。
氦是宇宙中第二個最豐富的元素，僅次於氫。在像木星和土星這樣的氣態巨行星中也很常見，而理論家們已經預測到它應該可以在系外行星的大氣層中被探測到。“第一次看到氦是令人興奮的，”團隊成員勞拉克里德伯格說，她是一位馬薩諸塞州劍橋哈佛大學的外行星天文學家。
看到光(近紅外)
科學家們意外地偶然發現了這個元素。他們一直在尋找一種氣體巨行星WASP-107b的大氣中的甲烷，大約有60秒來自地球。它的大小與木星差不多，但只有木星質量的八分之一，使它成為已知的密度最低的外行星之一。如果沒有大量的引力使其大氣保持小而緊湊，地球的氣體就可以向太空延伸數萬公里。
在2017年5月，她和她的同事們用哈勃太空望遠鏡觀測了7個小時，捕捉到了這顆行星在其恆星表面移動時的觀測結果。一旦他們下載了這些數據，他們就會看到恆星的光譜中有一個巨大的尖峰信號，接近於1.08微米的近紅外波長。一開始，人們對它可能代表的化學元素或化合物感到困惑，最終得出結論，它一定是氦。
這種峰值是由一種特殊的“亞穩態”型氦引起的，這是一種能量充沛但長期存在的狀態，因為恆星的輻射會使地球的大氣層受到影響。在2000年，天文學家預測亞穩態氦應該出現在特定的行星大氣中，但是在2003年報告的行星HD 209458b中，發現了它。在那之後，他說，尋找氦“有點過時了”。
有WASP-107b，她很幸運。氦很難以正常的形式出現，但是WASP-107b結合了蓬鬆的大氣和靠近明亮恆星的軌道，使得恆星的輻射能夠將氦送入亞穩態，這樣就更容易被探測到。“這是一個非常愉快的意外，”他說。
盯著氣
因為氦的特徵出現在紅外波段，而不是被地球大氣層吸收，所以可以通過地面望遠鏡和衛星來研究。“這一觀測結果將打開一個新的系外行星研究領域的閘門，僅僅因為氦的特徵如此強烈，”薩拉西格說，她是劍橋麻省理工學院的天體物理學家和行星科學家，也是2000年預測的合著者。
加州帕薩迪納噴氣推進實驗室的外行星天文學家Tiffany Kataria說，WASP-107b是第四個外行星，也是第一個被認為有逃逸大氣的外行星。這顆恆星的輻射是如此的強大，以至於模型顯示，地球的大氣層每年都在侵蝕一點點，也許形成了一個彗星樣的氦尾巴。Kataria說，研究WASP-107b和類似的行星可以幫助揭示它們的大氣消失的原因和原因。這對小型的外行星尤其重要，她補充說，“其中一些可能有更大的大氣層，但隨著時間的推移而失去了它們”。經過這麼多年等待她的預言被證實，西格很高興終於發生了。“我不認為會花這麼長時間，”她說。
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