韦伯望远镜首个任务：观测两颗“超级地球” Nature

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表面被岩浆覆盖的系外行星55 Cancri e概念图。 (NASA ESA CSA Dani Player (STScI))
镜面对齐、设备校准都已经完成，韦伯太空望远镜(JWST)在几周内即将开始正式的观测任务。探索两颗滚烫的岩石系外行星是韦伯望远镜今年主要的探测任务之一。
美国宇航局(NASA)5月26日发布的新闻稿说，他们将安排韦伯望远镜观测两颗“超级地球”类型的系外行星。一颗是表面被岩浆覆盖的55 Cancri e;另一颗是LHS 3844 b ，它的地面温度也很高，不过可能还没有达到熔化的程度，但是那里没有大气层。 “超级地球”是体积和地球差不多，也有岩石地面的一类系外行星的总称。这两颗行星距离地球大约都是50光年。
55 Cancri e绕行其恒星的轨道半径不到150万英里——只有水星和太阳间距离的二十分之一，只要不到18个小时即可绕行一周。由于距离恒星很近，这颗行星表面的温度远远高出常见岩石成分的熔点。科学家推测这颗行星面向恒星的一面应该是岩浆构成的一片汪洋。
NASA介绍说，如此近距离绕行恒星的行星很可能是潮汐锁定的绕行模式，就是这颗行星永远只有一面对着恒星;或者说，这颗行星上的一面永远是白天，另一面永远是黑夜。所以，这颗行星上温度的最高点应该是正对着恒星的那个位置，而且，这颗行星上永远处于白天的半球所发出的热量应该不会随着时间的变化而浮动。
【韦伯望远镜首个任务：观测两颗“超级地球”】
然而，从现已退役的斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)以前的观测数据发现，这颗行星上的温度最高点并不在这颗行星正对着恒星的位置，而且，这颗行星的白日半球所发出的热量也有变化。
科学家猜测，一个可能的原因是这颗行星上面有很厚的大气层，大气对流带动热量的迁移。 NASA喷气动力实验室的胡任宇(Renyu Hu ，音译)说：“如果那上面有大气层，韦伯望远镜足够敏感可以探测到，并能分析里面的成分。 ”
另外也可能这颗行星并不是以潮汐锁定模式绕行恒星，可能像水星，每绕行两周自转三圈。如果是这样，那么这颗行星上就会有昼夜的变化。斯德哥尔摩大学研究员亚历克西斯·布兰德克(Alexis Brandeker)说：“这就能解释这颗行星上高温区域的变化。 ”
韦伯望远镜通过探测这颗行星在不同轨道周期不同半球热力的变化，就能证明这颗行星否属于这种情形。另外，如果是这种情形，那么这颗行星在白日里，地面物质会熔化、气化升到空中，到了夜晚则会冷凝再落回地面，形成“岩浆雨” 。

LHS 3844 b也在距离其恒星很近的地方绕行，每11小时绕行一周。但是它的恒星小一些、温度低一些，所以科学家估计那里的温度不足以熔化这颗行星的表面。从斯皮策太空望远镜的观测数据来看，这颗行星很可能没有大气层。
由于没有大气层的阻挡， NASA希望用韦伯望远镜分析这颗行星上岩石的成分。马克斯普朗克天文学研究所(Max Planck Institute for Astronomy)的劳拉·克雷德伯格(Laura Kreidberg)说：“不同的岩石反射不同的光谱。比如，花岗岩的颜色比玄武岩浅。岩石反射的红外线也有类似的差异。 ”
这两颗行星将是韦伯望远镜“总体观察项目”(General Observers)第一轮的观测对象。 “总体观察项目”的对象由双匿名评估系统选定。以前，哈勃(Hubble)望远镜的观测时间也使用这个系统进行分配。

韦伯望远镜首个任务：观测两颗“超级地球”

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