一项由加拿大领导的国际研究利用詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)，揭示了对双鱼座GJ 9827 d的大气层的新见解。GJ 9827 d是一颗围绕恒星GJ 9827运行的系外行星，距离地球约98光年。

　　研究发现，这颗行星的大气中含有高浓度的较重分子，包括大量的水蒸气，这使得天文学家认为它很可能是一个“蒸汽世界”。

　　这项研究发表在《天体物理学杂志快报》上，由蒙特卡罗大学特罗蒂尔系外行星研究所(IREx)的博士候选人卡罗琳·皮奥莱特-戈拉耶布领导，与世界各地的研究人员合作。

　　今年早些时候，利用哈勃太空望远镜(HST)的数据，IREx的研究人员宣布，他们在GJ 9827 d的大气中发现了水，这使得它成为最小的有大气层的系外行星，大约是地球的两倍大。

　　总之，这些重要的发现为寻找太阳系外的生命开辟了新的途径，增强了我们对行星形成和组成的理解。

　　多年来，科学家们一直专注于探测大型气态巨行星和迷你海王星上的大气，这些行星比地球大得多，其大气主要由氢组成，就像我们太阳系中的木星和海王星一样。

　　但到目前为止，探测更小、更接近地球大小的行星周围的大气层仍然是一个难以实现的目标。

　　目前，我们发现的所有有大气层的行星都是巨型行星，或者充其量是迷你海王星，”该研究的主要作者Piaulet-Ghorayeb说。

　　“这些行星的大气层主要由氢组成，这使得它们更像太阳系中的气态巨行星，而不是像地球这样的类地行星，后者的大气层主要由较重的元素组成。”

　　使GJ 9827 d与众不同的是它的大气成分。

　　通过结合JWST/NIRISS和HST的数据，Piaulet-Ghorayeb表明，与较大行星的氢为主的大气不同，GJ 9827 d富含较重的分子，并含有相当多的水蒸气。

　　这一发现标志着首次强有力地探测到一颗系外行星的大气层，其中氢不是主要成分，而是更重、富含水的大气层。

　　Piaulet-Ghorayeb说:“它的分子量更接近于我们目前在较小的岩石行星上寻找的富含二氧化碳或氮的大气，我们最终会在那里寻找生命。”

　　她和她的团队通过JWST上的加拿大仪器近红外成像仪和无缝隙光谱仪(NIRISS)进行了观察。利用透射光谱学，他们分析了这颗行星在凌日(从它的主星gj9827前面经过)时穿过大气层的星光。

　　然后，他们将新的JWST观测结果与之前的HST观测结果结合起来，自信地表明，观测到的光谱特征是由行星的大气引起的，而不是由系统恒星的污染引起的。

　　根据JWST/NIRISS SOSS的数据，科学家们终于可以区分出这颗行星的两种大气层:一种是云状的，几乎没有重元素，主要是氢，水只存在微量;另一个密度很高，有很多重元素和很多水。

　　因为GJ 9827 d离它的恒星很近，它的大气层很可能是气体和过热稠密状态的混合物，而不是有明显的层或云。

　　虽然GJ 9827 d本身被认为不适合居住，因为它靠近它的主恒星，导致表面温度很高(约350°C)，但这一发现是寻找宜居环境的重大飞跃。

　　在像GJ 9827 d这样的小行星上存在重质、富含水的大气层，这证明了这样的大气层是存在的，并且可以用JWST的精度进行研究。

　　这使得最终发现可居住的类地行星的前景变得更加可信。

　　Piaulet-Ghorayeb说:“这是朝着寻找较小的类地行星周围大气的目标迈出的一大步。”

　　“GJ 9827 d是我们探测到的第一颗富含重分子大气层的行星，就像太阳系的类地行星一样，也是科学界长期以来第一个证实存在‘蒸汽世界’的例子。”

　　这样的“蒸汽世界”被认为有厚厚的、富含水的大气层，表面没有冰或液态水，而是由于靠近它们的主星而保持着蒸汽大气层。它们就像冰冷的卫星木卫二和木卫三，只是距离它们的恒星足够近，以至于水在大气中以蒸汽的形式出现，而不是在冰层下。

　　天文学家们希望，未来几个月JWST对GJ 9827 d的进一步观测计划能让我们对其蒸汽大气的组成有更多的了解。