系外行星科学：詹姆斯韦伯开创了一个新时代  

詹姆斯·韦伯太空望远镜（ JWST）首次探测到太阳系外行星大气中的二氧化碳，首次拍摄到系外行星图像，首次拍摄到系外行星的深红外波段图像，首次探测到行星质量伴星大气中的硅酸盐云……它正在开启系外行星研究的新纪元。

对星系（包括我们所在的银河系）恒星系统中的系外行星（即太阳系外的行星）的研究，是寻找类似地球的宜居行星的关键，这些行星的环境和条件可能适宜生命存在。系外行星是寻找地外生命迹象的焦点。自费米悖论（1950年）和德雷克方程（1961年）提出以来，经过数十年的思考，系外行星科学如今似乎正在取得进展。目前已探测到超过5000颗系外行星，其中包括位于我们银河系外的星系中的行星，而且这个数字还在不断增长。

詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）是一座位于距离地球1万英里的空间红外天文台，最近投入运行，它极大地克服了光学望远镜的光度测量局限性，似乎正在开启系外行星研究的新时代，并进而推动在银河系内外寻找宜居行星的进程。

^{2022年8月24}日发表的一篇预印本报告指出，近期一项重要进展是首次在系外行星大气层中明确探测到二氧化碳（CO₂）_。WASP -39b是一颗炽热的气态巨行星。此前利用光学望远镜的研究表明其大气层中存在CO₂，_{但詹姆斯·韦伯太空望远镜}（JWST）的透射光谱观测证实了这颗系外行星大气层中_{CO₂的存在}^¹。由于WASP-39b是一颗炽热的气态巨行星，CO₂的存在_表明其大气层的形成可能与金属富集有关，即氢和氦以外元素的比例正在增加。除了CO₂之外_，这颗系外行星的大气层中还应含有水、一氧化碳（CO）和硫化氢（H₂S _）。虽然WASP-39b并非类地系外行星，但其次生大气层中存在CO₂_{也具有重要意义。}

在首次明确探测到二氧化碳_{之后，詹姆斯·韦伯太空望远镜（} JWST ）于2022年8月31日发布了其拍摄的首张系外行星图像^，这也是有史以来第一张波长超过5微米的深红外系外行星图像。这些图像是通过JWST的近红外相机（NIRCam）和中红外仪器（MIRI）对系外行星HIP 65426 b进行日冕仪观测获得的。HIP 65426 b的图像非常清晰，这证实了JWST能够更详细地直接成像系外行星，从而加深我们对遥远行星系统的了解^²。

^{2022年3月1日}公布的另一项进展是，利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的近红外光谱仪（NIRSpec）IFU和中红外光谱仪（MIRI）MRS模式观测到了迄今为​​止行星质量天体VHS 1256 b的最高保真光谱。光谱中观测到了水、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、钠和钾。此外，研究团队还直接探测到了VHS 1256 b大气层中的硅酸盐云，这是首次在行星质量伴星中探测到此类物质^³。

这些研究中使用的工具（由JWST提供）为发现银河系内外的系外行星打开了大门。

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参考文献：  

1. JWST 凌日系外行星社区早期发布 科学 团队 等 2022. 确定系外行星大气中的二氧化碳。 24 年 2022 月 XNUMX 日提交。在 arXiv 预印。 DOI： https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.11692  

2. 卡特，铝 等. 2022. JWST 直接观测系外行星系统的早期发布科学计划 I：系外行星 HIP 65426 b 从 2-16 微米的高对比度成像。 arXiv 上的预印本。 31 年 2022 月 XNUMX 日提交。DOI： https://arxiv.org/abs/2208.14990  

3. 迈尔斯，比利时 et al. 2022. 用于直接观测系外行星系统 II 的 JWST 早期发布科学计划：行星质量伴侣 VHS 1-20 b 的 1256 至 1257 微米光谱。 在 axRiv 预印本。 1 年 2022 月 XNUMX 日提交。DOI： https://arxiv.org/abs/2209.00620  

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