在5颗系外行星大气中检测到水的微弱信号

美国宇航局的科学家们在分别围绕3颗恒星运行的5颗系外行星大气中检测到水汽信号。此外，所有这5颗行星都显示存在雾霾的迹象。这张示意图表现的是一颗系外行星的大气被它围绕运行的恒星光芒所照亮

（神秘的地球uux.cn）据新浪科技：美国宇航局官方网站报道，借助哈勃空间望远镜的强大观测能力，两个科学家小组在5颗遥远的系外行星大气中检测到水的微弱信号。

事实上在此之前便已经有报告称在一部分围绕其它恒星运行的系外行星大气中检测到水汽信号。但这是首次获得对这种信号的可靠测量并对不同系外行星大气中的此类信号进行对比。

这5颗被检测出水汽信号的系外行星分别是WASP-17b, HD209458b, WASP-12b, WASP-19b 和 XO-1b，它们都围绕距离我们较近的恒星运行。这5颗行星大气中的水汽信号强弱不一。WASP-17b拥有明显膨胀的大气层，而HD209458b则显示出最明显的信号。其它3颗行星WASP-12b, WASP-19b 和 XO-1b的大气中也同样被检出水汽信号。

美国宇航局戈达德空间飞行中心行星科学家，艾维·孟德尔(Avi Mandell)表示：“我们确信在多颗系外行星的大气中检测出了水汽信号。这项研究开启了一扇大门，让我们得以比较在不同类型系外行星的大气中水量的多寡，比如说温度较高或是温度较低的行星。”孟德尔同时也是发表于《天体物理学报》上有关此项发现的论文第一作者。

这项研究实际上也是一项旨在对系外行星大气开展统计调查工作的一部分，这一工作由美国马里兰大学的德雷克·戴明(L. Drake Deming)负责。这两个小组均使用了哈勃空间望远镜的广角相机3号对这些行星大气中的吸收信号进行细致分析。这次的观测波段主要集中于红外波段，因为如果这些行星大气中的确存在水汽成分，那么其光谱吸收信号应当出现在这一波段位置。研究小组对获得光谱的形态和强度进行了解译，结果显示这些行星大气的光谱中含有水汽信号。这项工作也证明了哈勃望远镜在开展系外行星研究时的重要意义。

戴明的研究组在9月10日一篇刊载于同一杂志上的论文中表示：“要想检测一颗系外行星大气的光谱信号是极其困难的。”正因为如此，戴明的研究组开发了一种新的技术手段延长了望远镜的曝光时间，这样做可以增强信号强度，从而更有利于对其进行探测。

检测结果得到的水汽信号均弱于预期，科学家们认为这可能是由于水汽信号受到了大气中雾霾或尘埃层的阻隔。雾霾的存在可以削弱所有其他光谱信号，就像是在浓雾天拍的照片都模糊不清一样。与此同时，雾霾对水汽和其他重要分子光谱产生的影响也会显示不同的特征。

这5颗系外行星都属于热木星类型，它们是巨大的气态巨行星，但非常靠近恒星。起先研究人员们对于这5颗行星大气中似乎都存在雾霾感到非常惊讶。但随后戴明和孟德尔均指出，其它研究者同样也发现在其它系外行星大气中存在着雾霾现象。

美国加州理工学院的希特·诺特森(Heather Knutson)是戴明论文的合著者，他表示：“这些研究，加上哈勃望远镜开展的其它观测工作，都向我们证明了一点，那就是：在很大一部分天体上的水的信号都出现了被削弱甚至是完全消失的情况。这就证明在热木星类型的系外行星上，大气中出现多云或是雾霾现象应当是非常普遍的。”

哈勃空间望远镜的广角相机3号是少数几台有能力观察数万乃至数十万亿公里外遥远系外行星大气状况的设备。并且，只有当这些系外行星恰好在穿过它们所围绕运行的恒星前方时才有可能进行这样的观测，这是一项极具挑战性的工作。天文学家们可以通过观察光谱中的哪些部分被吸收，哪些部分顺利通过来判断行星大气中的成分组成。

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为了了解一颗遥远的系外行星大气中究竟有无水汽成分，科学家们等待其通过恒星面前时观察其大气吸收光谱，看看哪些波段出现了吸收信号，据此可以判断行星的大气成分

（神秘的地球uux.cn）据腾讯科学：美国宇航局哈勃太空望远镜发现五个遥远行星大气中可能存在水信号，科学家对系外行星进行观测和调查的目的就是寻找适合居住的行星，现在哈勃的数据分析结果取得了新的发现成果，这五颗行星分别为WASP-17b, HD209458b, WASP-12b, WASP-19b以及XO-1b，其中WASP-17b的大气有些特别，有些膨胀的感觉，而HD209458b行星中的水信号最强，其他三颗行星的水信号处于同一水平上。NASA戈达德空间飞行中心行星学家阿维·曼德尔显然也抑制不住自己的兴奋，如此多的行星出现出疑似液态水的信号。

系外行星调查在近些年发展非常迅速，尤其是NASA的开普勒系外行星探测器的加入使得系外行星的数量一下子增加到数百颗，等待确认的系外行星数量也达到一千多颗，虽然开普勒探测器已经失去对系外行星的观测能力，但是其数据库中依然存在大量的历史数据，未来数年内还将有更加令人兴奋的系外行星发现报告。在本项研究中，哈勃的数据开启了不同类型系外行星上可能存在多少水以及水资源存在形式的探讨，哈勃望远镜上搭载的广域行星相机WFC3可以对系外行星的大气进行分析，调查特定波长的光。

由马里兰大学帕克分校研究人员L.德雷克·戴明领导的系外行星大气普查小组负责对系外行星大气成分进行研究，通过分析吸收峰的强度来判断行星大气中是否出现的水信号。研究小组的报告称在HD209458b 和XO-1b行星上大气中发现了非常清晰的信号，可以认为这就是“水”，事实上要真正探测到系外行星大气是极为困难的，本次发现的系外行星水信号却是通过另一种新技术来增强信号。

探测系外行星大气成分主要还是通过光谱分析，比如系外行星通过恒星盘面时，恒星光线可透过行星大气，并被地球上的望远镜捕捉到，这样光谱数据中就记录了系外行星大气的组分，当然这一过程会受到星际空间不同介质的干扰。从这五颗系外行星的光谱数据上看，科学家怀疑这些行星表面的水信号可能被一层其他物质所阻挡，比如薄雾或者尘埃等，当然我们不需要对这五颗系外行星是否存在生命有着太多的奢望，因为这五颗行星都是热木行星，通俗地说它们与木星类似，轨道距离其主恒星都较近，属于发生过轨道迁移的气态行星，此类行星在太阳系中是没有的。

热木行星上出现了“朦胧”的奇观，科学家通过光谱分析认为这是水的信号，且该信号还被某种薄雾状的物质所阻挡，因此可以进一步推测出太阳系之外的热木行星上可能是一片多云或者朦胧的世界，这个现象也许是非常普遍的。虽然热木行星不太可能出现生命，但是我们从本次调查中间接发现水在宇宙中可能是普遍存在的，这为宇宙生命的发现迈出了重要一步。