第一次在系外行星大气中发现氦

天文学家第一次在太阳系以外的行星上发现了氦。由埃克塞特大学(University of Exeter)的杰西卡(Jessica)领导的一个国际研究小组发现了“超级海王星”系外行星WASP-107b的惰性气体的证据利用哈勃太空望远镜观测到的太阳系外行星观测结果显示，太阳系外行星上层大气中有大量的氦元素，这是在2017年才被发现的。探测到的氦信号强度是如此之大，以至于科学家们相信，这颗行星的上层大气会向太空延伸数万公里。

这颗系外行星WASP-107b是一颗气态巨行星，围绕着一颗高度活跃的k型主序恒星运行。这颗恒星距离地球约200光年。利用光谱学，科学家们能够在行星的逸出大气层中找到氦——这是在一颗系外行星的大气层中首次发现这种元素。图片：ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser

氦是宇宙中第二大最常见元素，它已经被认为是巨大系外行星上最容易探测到的气体之一。然而，这项开拓性的新研究是首次发现这种气体。现在，研究小组认为，这项开拓性的研究将为科学家们在银河系周围的地球大小的系外行星上发现更多的大气层铺平道路。该研究发表于2018年5月3日的《自然》杂志上。杰西卡说，埃克塞特物理学和天文系的一部分说：我们希望利用这一技术与即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜，例如，了解什么类型的行星有很多的氢和氦，以及行星可以保持在他们的大气层。通过测量红外光，我们可以比使用紫外光看到更远的地方。

WASP-107b是一颗非常低密度的行星，大小与木星相似，但其质量只有12%。它每6天绕着它的主恒星运行，它有一个被发现的系外行星最冷大气层，尽管在500摄氏度的时候，它仍然比地球更热。通过分析太阳系外行星大气层上部的光线光谱，研究人员能够探测到处于激发态的氦的存在。该信号的显著强度利用了一种新技术，该技术不依赖于以往用于研究上系外行星大气的紫外线测量。该研究小组相信，这种利用红外线的新技术，可以开辟出新的路径，探索宇宙中更大体积系外行星的大气层。

来自埃克塞特大学的汤姆·埃文斯(Tom Evans)说：我们探测到的氦向太空延伸很远，就像一团稀薄的云围绕着地球。如果体积较小的地球大小的行星也有类似的氦气云，这项新技术将为我们在不久的将来研究它们大气层提供了一种令人兴奋的方法。1868年，氦首次在阳光下被发现为一种未知的黄色光谱线。以德文为基础的天文学家Norman Lockyer是第一个提出这条线的人，这是由于一个新元素，并以希腊太阳神赫利俄斯的名字命名。从那以后，它被发现是太阳系中木星和土星的主要成分之一。

博科园-科学科普｜参考期刊：自然｜来自：埃克塞特大学