WASP-39b 是一颗距离我们约 700 光年的气态巨行星，事实证明它是不折不扣的系外行星宝藏。
今年早些时候，WASP-39b 是该项目的主题太阳系外行星大气中的二氧化碳。
现在，对詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）数据的深入分析为我们提供了一座绝对的信息金矿：迄今为止对系外行星大气层最详细的观察。
结果包括有关 WASP-39b 云层的信息、首次直接检测系外行星大气中的光化学，以及几乎完整的大气化学成分清单，揭示了系外行星形成历史的诱人线索。
这些史诗般的发现已发表在五篇论文中自然，并为最终检测太阳系外生命的化学特征铺平道路。
“这些早期观察结果预示着 JWST 将会带来更多令人惊叹的科学成果。”天体物理学家劳拉·克雷德伯格说德国马克斯·普朗克天文研究所所长。
“我们对望远镜进行了性能测试，它几乎完美无缺，甚至比我们希望的还要好。”
自从 20 世纪 90 年代初发现第一颗系外行星以来，我们一直试图更多地了解这些围绕外星运行的世界。
但挑战是严峻的。系外行星可能非常小，而且距离也非常远。我们甚至从未见过它们中的大多数：我们只是根据它们对宿主恒星的影响才知道它们的存在。
当系外行星经过我们和恒星之间时，其中一个效应就会发生，这一事件被称为凌日。这导致星光稍微变暗；周期性的变暗事件表明存在一个绕轨道运行的天体。我们甚至可以根据恒星的变暗和引力效应来判断绕轨道运行的天体有多大。
根据交通数据，我们还可以得知一些其他信息。当星光穿过凌日系外行星的大气层时，它会发生变化。光谱上的某些波长会变暗或变亮，具体取决于大气中分子吸收和重新发射光的方式。
该信号很微弱，但通过足够强大的望远镜和一堆凌日信号，可以解码光谱上不断变化的吸收和发射特征，以确定系外行星大气层的内容。
JWST 是迄今为止发射的最强大的太空望远镜。它利用四台仪器中的三台获得了 WASP-39 恒星的详细红外光谱。然后科学家们开始分析这些彩色代码。
首先是对 WASP-39b 大气中存在的分子进行普查。除了前面提到的，研究人员检测到了水蒸气、钠和一氧化碳。没有检测到甲烷，这意味着 WASP-39b 的金属丰度高于地球。
这些元素的丰富程度也很能说明问题。特别是，碳与氧的比率表明，这颗系外行星形成时距其主恒星的距离比目前的近距离位置要远得多，占据了四天的轨道。建模和观测数据表明，这颗系外行星的天空充满了破碎的云——不是水，而是硅酸盐和亚硫酸盐。
最后，观察结果揭示了一种叫做二氧化硫的化合物的存在。在太阳系的这里，在岩石世界，例如和木星卫星，二氧化硫是火山活动的结果。但在气体世界中，二氧化硫有一个不同的起源故事：当硫化氢被光分解成其组成部分时，所产生的硫被氧化，就会产生二氧化硫。
光子引发的化学反应被称为光化学，它们对宜居性、大气的稳定性和气溶胶的形成有影响。
需要明确的是，WASP-39b 不太可能像我们所知的那样适合生命存在，原因有很多，包括但不限于其灼热的温度和气体成分，但光化学的检测对其他世界的大气研究，并了解 WASP-39b 本身的演化。
行星科学家多年来一直在准备，以获取 JWST 预期提供的对大气层的见解。通过首次详细的系外行星大气分析，太空望远镜似乎将兑现其承诺。
此外，参与这项研究的团队正在准备文件，以便其他科学家可以将他们的技术应用于未来的 JWST 系外行星观测。
我们可能无法通过 JWST 探测到系外行星大气中的生命特征——也许需要更强大的望远镜才能提供这种程度的精细细节——但通过 WASP-39b 的分析，这一发现感觉更加触手可及。 。
“像这样的数据，”天文学家娜塔莉·巴塔利亚说加州大学圣克鲁斯分校的教授“是游戏规则的改变者”。
