詹姆斯·韦伯宇宙望远镜将帮助评估奥秘的“亚海王星”大气

詹姆斯·韦伯宇宙望远镜的锋利镜子最后将能够探测亚海王星的大气层，这是在地球附近任何地方都找不到的神奇行星。

“该观测站正处于试运行阶段，将持续到6月份左右。

但是当它准备好的时候，天文台将寻找靠近它们母星的子海王星，以评估更多关于这些大行星的基本性质。

”NASA说。

NASA在 2021 年末的一份声明中表示，尽管已被归类为比地球大但比海王星小的行星，但尽管发现了数百个这样的行星，但从许多指标来看，亚海王星仍然是神奇的。

“它们是致密的、类似地球的岩石和铁球，被厚厚的氢气和氦气层覆盖？还是密度较低的岩石和冰的混合物，被蒸汽、富含水的大气包围？” NASA问道。

“由于数据有限，而且我们自己的太阳系中没有类似大小和轨道的行星可用于比较，因此很难回答这些问题。

回答这些问题需要使用一种称为透射光谱的技术深入研究亚海王星的大气层。

韦伯将观察每颗行星，因为世界穿过其各自母星的表面。

由于行星大气中的气体，星光的某些波长或颜色将被过滤掉，从而使科学家能够为不同的元素寻找独特的“特征”。

不幸的是，倾向于聚集在亚海王星大气中的气溶胶（微小颗粒或液滴）确实会遮挡视线。

这种气溶胶会散射星光，使大多数天文台几乎无法解释这些特征。

然而，韦伯的优势在于它位于远离干扰光的宇宙深处，并配备了一面大镜子，可以渲染远处物体的清晰图像。

一个观测计划旨在观察韦伯第一年观测中的两颗亚海王星大小的行星：GJ 1214 b，由于早在 2009 年就宣布了早期发现，您可以将其视为原始的亚海王星，以及更多最近发现了 TOI-421 b，于 2020 年宣布。

GJ 1214b 在距离地球较近的地方绕着一颗红矮星运行，并且已经在数十项研究中得到体现。

观察这颗行星的其他优点包括它的短轨道周期（在短时间内使许多凌日成为可能）和行星相对于它的太阳的大尺寸（可以很好地观察它的大气）。

该团队计划使用韦伯的中红外仪器 (MIRI) 连续 50 小时观察这颗行星，捕捉这颗系外行星的多于一个轨道。

科学家们将使用透射光谱来寻找水、甲烷或氨。

在韦伯敏感的中红外光中可见的热辐射应该提供有关行星温度和反射率的信息。

除了这些观测之外，研究小组还计划利用韦伯的能力来感知行星绕太阳运行时系统发出的光量的微小变化。

这些变化的“曲线”或亮度图将允许按经度绘制平均行星温度的近似图。

反过来，这张地图将使天体物理学家能够更好地模拟地球的大气成分和环流。

将检查 TOI-421 b 以了解它与土卫六的相似程度，土卫六是土星卫星，以其类似烟雾、充满有机物的雾霾而闻名。

韦伯将在两次观察 TOI-421 b，使用其近红外成像仪和无缝隙光谱仪 (NIRISS) 及其近红外光谱仪 (NIRSpec) 观察凌日。

两个仪器一起工作应该提供行星的极好的透射光谱。

现在的怀疑是 TOI-421 b 的天空比泰坦更清晰。

如果确实如此，光谱应该很容易显示水、甲烷和二氧化碳的成分。

如果气溶胶会散射光，韦伯可能仍会收集足够的数据来展示气溶胶的成分。

这些研究将由马里兰大学帕克分校的 Eliza Kempton和芝加哥大学的天文学家 Jacob Bean共同领导，他专门从事系外行星大气的理论建模，他领导了许多其他系外行星的研究。