距离地球仅 41 光年的系外行星非常炎热，科学家们认为它不可能拥有大气层，但最近 由国家科学家团队在《自然》杂志上发表的一项研究 表明，巨蟹座 55 e 可能是第一颗被证实拥有大气层的岩石系外行星。
美国宇航局喷气推进实验室、加州理工学院、芝加哥大学、新墨西哥大学等研究人员在题为“岩石系外行星 55 Cnc e 上的次级大气层”的论文中发表了他们的研究成果。
系外行星 55 巨蟹座 e 围绕着一颗与地球太阳相似的恒星运行，但与地球不同的是，它围绕恒星运行的距离非常近，因此行星温度极高，不适合居住。据 NASA 称，地球绕太阳运行一周大约需要 365 天，而这颗系外行星在不到一个地球日的时间内就能完成整个轨道运行 。 它距离恒星非常近，重力不允许它旋转，因此数十亿年来，一侧经历白天，另一侧经历夜晚。这颗行星的极端环境应该意味着它无法维持其形成时的原始大气层。
在这项研究中，科学家假设，岩浆海会不断补充并维持次生大气层。这种次生大气层很可能是在该行星存在后期形成的，在这种情况下，是由靠近恒星引发的强烈火山活动产生的。
新墨西哥大学物理与天文学助理教授戴安娜·德拉戈米尔参与了最近的研究，尽管她在博士论文中参与了行星凌日的发现，对这颗系外行星已经非常熟悉。系外行星 55 巨蟹座 e 的密度和热量长期以来一直困扰着她和其他研究系外行星的人。
“自从发现以来，这颗行星一直未能理解其特性和成分。这次发现是我们迄今为止获得的有关 55 Cancri e 的最清晰信息，”Dragomir 说道。
如果没有詹姆斯·韦伯太空望远镜，这一发现就不可能实现。詹姆斯·韦伯太空望远镜使研究人员能够以前所未有的精度研究系外行星。研究小组利用韦伯望远镜的图像分析系外行星及其恒星发出的光。为此，他们首先必须将图像转换成光谱。然后，他们将观测结果与由不同元素和分子组合产生的光谱进行比较，以推测系外行星可能具有哪些潜在的大气成分。这项研究是首批使用韦伯望远镜数据进行此类调查的研究之一，研究中使用的模型可以为未来的研究人员提供一个流程，以完成对其他系外行星的类似工作。
研究小组推测，这颗系外行星的大气层可能由富含碳、一氧化碳和二氧化碳的气化岩石组成。虽然还需要进一步研究来证实这一结果，但这颗系外行星的光辐射和富含碳的大气层模型似乎非常吻合。虽然研究人员知道巨蟹座 55 e 的极端恶劣条件使其不适合居住，但其大气层的发现证实了科学家可以使用的最新望远镜可能最终具有足够的灵敏度来详细研究遥远的岩石行星。去年春天毕业于天体物理学专业的迈克尔·贝斯与德拉戈米尔一起参与了新墨西哥大学的项目部分，将图像转换成光谱并运行模型以帮助缩小潜在的大气成分范围。
“研究系外行星的大气层可以让我们了解很多有关不同形成阶段的行星的信息，”贝斯说。“最终，我们也许能够研究类似行星的宜居性，因为拥有与我们相似的大气层的行星可能有生命。”
当贝丝找到德拉戈米尔，希望他参与她的研究时，他从未想到自己会参与如此大规模的项目。
“这真的太令人兴奋了，”贝斯谈到作为一名本科生参与如此重要的项目时说道。“我觉得能够使用这台全新的令人惊叹的望远镜和来自 NASA 的令人惊叹的人，真是太迷人、新奇和有趣了。这很有趣，工作量也很大，我很享受其中的每一秒。”
包括 Bess 和 Dragomir 在内的几个团队分别分析了数据，然后开会比较结果。结果发现，所有团队得到的结果都一致，这证明对数据的解释是正确的。这不仅对整个研究团队来说是一个激动人心的时刻，对 Bess 来说更是如此，因为她在这个项目上的技能水平已经与已经完成博士学位的研究人员不相上下。
“你有一个本科生，他分析数据集的水平与他的资深同事相当，而且他还能独立与整个团队沟通和协调，”德拉戈米尔说。“我真的为迈克尔感到骄傲。”
贝斯将于今年秋季在佛罗里达大学开始攻读天体物理学博士学位。如果他选择继续研究巨蟹座 55 e，那么还有很多东西有待发现。
如果没有大气层来帮助保持热量，55巨蟹座e行星永恒之夜的温度可能会达到零下400华氏度左右。
“巨蟹座 55 e 上存在大气层也解释了为什么该行星的背侧温度高于预期。尽管背侧从未面向恒星，但大气层有助于将背侧的热量循环到整个行星，”德拉戈米尔说。
因此，这项研究也证实了之前的说法，即 55 巨蟹座 e 是一颗熔岩行星，表面可能熔融。结合对其大气层的新认识，科学家们可以开始推测该行星其余部分的成分。
需要进一步研究来继续解开巨蟹座 55 e 的秘密，但在此之前，最近的发现是超凡脱俗的。