这颗海王星大小的水行星可以帮助我们了解新世界是如何演化的

天文学家在距离我们 430 光年的一颗海王星大小的行星的大气层中发现了水和云。

虽然我们知道银河系中充满了行星，但我们对它们的情况知之甚少。我们的望远镜可以窥视一些较大的、木星大小的行星的大气层，但较小的天体仍然难以捉摸。但在今天发表在《科学》杂志上的一篇论文中，研究人员发表了迄今为止对一颗中等大小、海王星大小的行星最详细的研究。

这颗名为 HAT-P-26b 的行星并不是我们能居住的星球，除非你能够忍受沸腾的高温（1300 华氏度）和高压，高压甚至会在你着陆之前就将你压垮。但观察这些气体星球可以让我们了解行星是如何形成的，以及我们的太阳系在宇宙中是多么独特。

美国宇航局戈达德太空飞行中心研究系外行星的博士后研究员汉娜·韦克福德 (Hannah Wakeford) 表示：“海王星大小的行星是最常见的行星之一。我们确实需要对它们进行更多的了解。”

HAT-P-26b 的轨道距离恒星非常近，因此它的一年只有四天。当它经过地球和恒星之间时，韦克福德的团队利用哈勃和斯皮策太空望远镜分析了其大气中的分子。

“我们正在观察恒星发出的光量变化，就像一只蚊子在路灯前飞过一样，”韦克福德说。“大气中的不同物质会以不同的方式阻挡光线。”但大气中的分子不会产生阴影，而是吸收某些波长的光，而不会吸收其他波长的光。观察行星经过时星光的成分如何变化，可以揭示哪些分子在其大气中很常见。

他们在 HAT-P-26b 厚厚的大气层中发现了明显的水迹象，大气层占该行星质量的 30%。大气层几乎完全由氢和氦组成，云层相对清澈。

“这是我们第一次得到如此强烈的水蒸气信号，”韦克福德说。其他研究受到阻碍，因为他们只能分析一个波长，否则他们无法从地面望远镜进行足够精确的测量。有时奇异的云层会妨碍测量大气成分。

利用大气中的水含量，研究小组能够估算出 HAT-P-26b 较重元素（如碳和氧）的丰度。结果表明，这些重元素的含量低于预期，表明这颗行星的形成和/或演化与我们自己的海王星不同。

在我们的太阳系中，木星和土星含有的重元素​​数量分别是太阳的五倍和十倍。海王星和天王星较小，但重元素含量却丰富得多，约为太阳的 100 倍。科学家过去认为这是因为后两者形成于太阳系的边缘，受到携带重元素的冰碎片的轰击。木星和土星形成于离正在形成的太阳较近的地方，冰碎片无法到达它们。

但由于 HAT-P-26b 所含重元素仅比太阳多 4.8 倍左右，这颗海王星大小的行星必定是在距离其恒星更近的地方形成的，或者是在恒星生命后期所有冰碎片清除之后诞生的。

这一发现强调了太阳系以外世界令人难以置信的多样性，并表明我们的太阳系可能并不是其他星球的千篇一律的模型。

沃特福德和她的同事希望，詹姆斯·韦伯太空望远镜于 2018 年发射后，能告诉我们更多关于 HAT-P-26b 的信息，尤其是其大气中的碳含量。他们还打算更仔细地观察其他系外行星的大气，以继续了解有关太阳系多样性和行星形成的更多信息。

沃特福德在一份新闻声明中表示：“天文学家刚刚开始研究这些遥远的海王星质量行星的大气层，我们几乎立刻就发现了一个与我们太阳系趋势相反的例子。这种意想不到的结果正是我真正热爱探索外星行星大气层的原因。”