近日，美國宇航局(NASA)的詹姆斯·韋布空間望遠鏡，在700光年外一顆土星大小的太陽系外行星大氣層中發現了二氧化碳。這是天文學家首次在系外行星上明確探測到二氧化碳。
上述結果展示了韋布望遠鏡能夠以多快的速度識別出大量氣體，如可能暗示行星適合生命存在的甲烷和氨。
未參與該研究的英國劍橋大學的Nikku Madhusudhan說，韋布望遠鏡“開啟了系外行星大氣科學的新時代”。
自成功啟動以來，韋布望遠鏡的發現讓天文學家眼花繚亂。它對大部分被地球大氣層阻擋的紅外波長的光很敏感，將宇宙中最遙遠的恒星和星系帶入了人們的視野。
韋布望遠鏡的紅外靈敏度對于研究銀河系中的行星來說至關重要。當一顆系外行星沿軌道運行到其母星前時，后者的光輻射穿過該行星大氣層，會形成大氣“指紋”——大氣會吸收特定波長的光，導致穿過大氣并擴散的光譜中被吸收的光的亮度下降。
大多數天文學家感興趣的氣體的這種亮度下降發生在紅外波段。此前，哈勃空間望遠鏡和斯皮策空間望遠鏡已經探測到了一些熱的系外巨行星大氣中的水蒸氣、甲烷和一氧化碳。但它們止步于此，而韋布望遠鏡帶來了突破。
天文學家利用韋布望遠鏡首次對系外行星進行觀測時，將氣態巨星WASP-39b定為目標。該巨星與土星大小相當，每4天圍繞母星運行一周，其軌道比水星軌道離太陽近得多。
韋布望遠鏡于7月10日采集到了第一批數據。幾天后研究團隊開始對其進行分析。韋布望遠鏡團隊成員、芝加哥大學的Jacob Bean說，即使是在單次穿越恒星大氣的原始數據中，代表二氧化碳氣體的光在光譜中亮度下降也十分突出。他指出，以前曾有過一些對這種氣體的探測，但沒有一個能經受住仔細檢驗，而韋布望遠鏡傳回的光譜數據“大小合適、形狀合適，位置也合適”，二氧化碳的存在十分明顯。Bean等人在預印本平臺arXiv上報告了相關研究結果。
哈勃望遠鏡和斯皮策望遠鏡此前在WASP-39b的大氣中發現了水蒸氣、鈉和鉀，而韋布望遠鏡在其中發現了二氧化碳，以及具有另一種光譜特征的謎之氣體(后續觀測已揭示了其為何種氣體，但暫未公布)。
發現二氧化碳是很有價值的，因為它是行星“金屬豐度”的線索，即其構成元素中比氦重的元素的比例。根據WASP-39b的二氧化碳信號，研究小組估計該行星的金屬含量大致與土星一致。
“發現重要的化學物質，對于韋布望遠鏡來說將是常態，而不是偶然。”Madhusudhan預測，當韋布望遠鏡開始研究尺寸更接近地球的較冷行星時，將會帶來真正的驚喜，比如發現一些表明這些行星是否適合生命存在的氣體。(徐銳)
