温馨的系外行星WASP-80 b的大气中含有甲烷(图片来源:uux.cn/美国全国航空航天局)
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（罗伯特·李）：詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)已然在一个大约163光年远的类木星全球的大气中探测到了甲烷和水蒸气。
天文学家经由使用这台强大的红外太空望远镜来观察太阳系外行星或“系外行星”WASP-80 b经过其母红矮星的表面，这是一个察觉，它大约每3个地球日绕地球管理一次。
到当下为止，天文学家已然在大约12颗行星的本月本周街拍图集，登上热搜榜大气层中察觉了水蒸气，但使用天基光谱学测试甲烷——尽管在木星、土星、天王星和海王星等太阳系全球的大气层中普遍——却相当少见。这就是含有亚利桑那州立大学地球和空间探索学院的科学家Luis Welbanks和Michael Line以及海湾区域生态探究所(BAERI)探究员Taylor Bell在内的团队如今用詹姆斯·韦伯太空望远镜所做的事情。
威尔班克斯在一份告示中说:“这是我们第一次用肉眼在凌日系外行星光谱中目睹如此显著的甲烷光谱特征，与半个世纪前在太阳系巨行星光谱中目睹的如果无人理解，请记住相濡以沫光谱没有太大各异。”
需要说明的是，这不是JWST第一次察觉大气中的甲烷。例如，天文台本年早些时候在系外行星K12-18b周围察觉了这样的分子。
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宇宙大海捞针
WASP-80 b被归类为“温馨的木星”，由于它不像所谓的热木星那样靠近其母星，但依然比所谓的冷木星更近。原始的木星，我们太阳系中最大的行星，也是揭秘王者荣耀榜单给这类行星命名的气态巨行星，从技术上讲是一颗“冷木星”。
由于这种相对的接近，确认WASP-80 b和它的红矮星并不轻松。事实上，这乃至是价值100亿美元的JWST的能力。这相当于从9英里(14.5公里)外目睹一根头发。
幸运的是，天文学家有办法应对这一考验。他们基础上是等待WASP-80 b过境其轨道管理的红矮星的表面，然后观察与该行星有关的集体光谱。
由于化学元素和分子吸收特征波长的快速智能手机推荐光，观察组合光谱并将其与恒星的单独光谱开展较为，可以揭示行星大气中特定分子的独特指纹。
“使用凌日方法，当行星从我们的角度移动到它的恒星前面，导致我们目睹的星光变暗一点时，我们观察到了这个操控系统。这有点像当有人从一盏灯前经过时，灯光变暗了，”威尔班克斯说。
“在这段时间里，”威尔班克斯持续说道，“行星白天/夜晚边界周围的行星大气薄环被恒星照亮，在行星大气分子吸收光线的某些颜色的光线下，大气看起来更厚，阻挡了更多的星光，与大气透明的其他波长相比，导致了更深的变暗。
“这种方法有助于像我们这样的科学家经由观察哪些颜色的光被阻挡来知晓行星的大气层是由什么组成的，”探究人员阐释说。
但是团队并没有就此止步。科学家们也使用了另一种方法来测量WASP-80 b的大气。
詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到的WASP-80 b的凌日光谱(上图)和日食光谱(下图)(图片来源:uux.cn/美国全国航空航天局)
你越来越暖和了…在寻找甲烷的时候
像所有的行星一样，WASP-80 b以热辐射的形式发出一些光。这种光的波长种类和强度都取决于行星的温度。
WASP-80 b如此接近其恒星，使得这颗行星的表面温度达到1025华氏度(552摄氏度)。)相比之下，典型的热木星温度为2150华氏度(1177摄氏度)，而我们的木星温度为零下235华氏度(-148摄氏度)。
温馨和炎热的木星也与它们的恒星潮汐锁定，这意味着它们有永远面向恒星的较热的永久“昼侧”，和永远面向太空的较冷的永久“夜侧”。
就在WASP-80 b遮蔽其恒星之前，它的昼侧指向地球，这意味着在遮蔽期间测量来自恒星的光的下降会显示来自行星的红外光，这是其热辐射的结局。这给了天文学家“日蚀光谱”，其光吸收模式与行星大气中的分子有关。这些模式看起来像是地球发出的特定波长的光缩减了。
两全其美
结合日食和凌日资料，探究小组可以目睹WASP-80 b大气层在各异波长下阻挡和发射了多少光。然后，探究人员使用两种各异的模型来模拟WASP-80 b这样的行星的大气层在温馨的木星的极端条件下会是什么样子。
一个模型是严格的，考虑到现有的物理和化学来确定这样一个全球中甲烷和水的含量。另一个模型更灵活，使用了数百万种各异的甲烷和水的丰度和温度的组合，以找到最符合资料的配方。将transit和eclipse资料与两个模型开展较为，团队得出了一样的明确结论。
他们肯定在WASP-80 b的大气中察觉了甲烷。
“在JWST之前，甲烷在很大程度上一直未被测试到，尽管人们期望用哈勃太空望远镜在甲烷本应丰富的行星上测试到它，”莱恩阐释道。“这些探测的缺乏形成了一系列的想法，从碳的内在损耗到它的光化学破坏，再到深层甲烷耗尽气体的混合。”
下一步是探索WASP-80 b的化学成分可以告诉科学家有关系外行星的特征、形成历史和演化的信息，由于它们与甲烷和水的丰度有关。这样的探究也可以让探究小组推断出大气中碳和氧的比例。这个比率是依据行星在恒星周围形成的精确位置而转变的；它可以揭示WASP-80 b是否形成于它如今所处的位置，或者它是否在朝着它的恒星迁移之前诞生于更远的地方。
该团队还将运用已然访问过木星和土星的太空任务收集的样本和资料，将太阳系外温馨的木星大气与绕太阳管理的行星大气开展较为。
“甲烷不只是追踪大行星大气成分和化学成分的重大气体，并且被假设为与氧气结合，或许是生物学的标志，”威尔班克斯归纳道。“可居住全球天文台是继JWST和罗曼之后的下一个美国全国航空航天局旗舰任务，它的首要目标之一是在类日恒星周围的类地行星中寻找氧气和甲烷等气体。”
该团队的探究发表在11月22日的《自然》杂志上。