天文學家第一次發現氦逸出了巨大的行星大氣

科學家發現氦逃逸了巨型行星的大氣，哈勃望遠鏡的觀測表明，一顆木星大小的系外行星在距地球200光年的系統中失去了大氣。

天文學家第一次發現氦逸出了巨大的行星大氣。圍繞行星的氣體包層延伸到了太空。結果出現在5月3日的Nature中。

由英國埃克塞特大學的傑西卡·斯帕克（Jessica Spake）領導的天文學家使用哈勃太空望遠鏡觀察了一顆名為WASP-107b的行星穿過其母恆星的表面。他們測量了穿過行星大氣層的近紅外恆星光的數量，這是一種稱為透射光譜的技術，並在與氦有關的光譜中發現了吸收特徵。信號很強，大約是錯誤信號可能產生的信號的五倍。

儘管氦氣在恆星和巨型行星中應該很常見，但到目前為止，很難在遙遠的行星中發現氦氣。先前的研究一直在尋找在紫外線波長下的氦吸收，但是吸收模式複雜且難以在嘈雜的紫外線光譜中分辨出來。但是氦處於長壽命激發態（稱為亞穩態），可以強烈吸收紅外輻射。這種氦氣形式在行星大氣中高高形成。

Spake說：「我真的很興奮。」 「我們可以使用這種技術來回答有關行星的基本問題。」

「氦氣甚至可以代表更重的元素，」未參加本研究的新過境系外行星勘測衛星（TESS）的共同研究員Drake Deming（馬裡蘭大學）說。他解釋說，因為研究人員看到了氦氣，所以他們可以假設大氣中還有其他成分。

根據哈勃的觀測，天文學家估計WASP-107b的大氣層正在盤繞，因此在未來十億年中，該行星將損失其大氣層的0.1％至4％。那不多；但是，擴散的大氣層延伸了超過其表面數萬英裡。僅在其他三個系外行星（如Gliese 436b）附近觀察到了這種擴展的大氣，這是通過氫譜線發現的。

WASP-107b的大小與木星差不多，但質量只有木星的12％，使其成為已知的密度最低的行星之一。它離它的母恆星如此之近，以至於它每5.7天就會鞭打一次。然而，它的大氣層只有500°C（932°F（華氏度）），考慮到它的近距離軌道，這令人驚訝地涼爽。

下一步將是在較小的行星（例如超級地球甚至地球大小的行星）中尋找相同的氦氣特徵，而高功率望遠鏡不久將投入使用，這將為這些行星提供更多的紅外細節。NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（計劃於2020年發射）可以觀察包括氦在內的大氣元素。歐洲超大型望遠鏡（E-ELT）的主鏡長39米（128英尺），比JWST收集的光線更多，因此視野更加精緻。預計E-ELT將於2024年左右首次亮相。