美国宇航局的詹姆斯·韦伯望远镜将透过雾霾观察其他星球

由于固定詹姆斯·韦伯望远镜的夹子发生故障，其发射时间被推迟到至少 12 月 22 日。但当该航天器最终进入轨道时，系外行星天文学家期待着以颠覆性视角观察系外行星。

芝加哥大学的系外行星天文学家雅各布·比恩 (Jacob Bean) 表示，我们银河系中每两颗类似太阳的恒星中就有一颗拥有亚海王星系外行星，这种行星的大小介于地球和海王星之间。雅各布·比恩是 NASA 最近发布的公告中概述的两项计划中的系外行星观测的联合负责人。天文学家对这些众多行星的形成和组成仍然知之甚少。它们是长得稍大一些并拥有厚厚大气层的岩石类地行星吗？还是像海王星一样由冰组成？

比恩说，大多数系外行星专家假设这些行星都是岩石行星。如果是这样的话，这些行星对于了解类地行星的形成也很重要。

蒙特利尔大学专门研究系外行星的天体物理学家 Björn Benneke 表示：“如果你想了解行星的任何知识，你至少必须了解最常见的行星类型”，即亚海王星。Benneke 没有参与 Bean 的团队，但将致力于其他韦伯系外行星观测。他之前发现证据表明至少有一颗亚海王星系外行星上可能有水。

但即使是海王星以下大气的成分也很难观察到，因为它们经常被雾霾或云层遮蔽。

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人们认为此类特征在许多行星的天空中都很常见。事实上，我们太阳系的所有大气层都含有云或霾。比恩说，这是气溶胶（液体或固体的微小斑点）在大气中表现的两种不同方式。当大气中的某种物质“凝结”时就会形成云——这种现象是指当空气中通常以蒸汽形式存在的气体（如水）在空气饱和时凝结成云。比恩说，霾与云相似，但霾的发生是因为来自恒星的紫外线辐射分裂了大气中的分子，使它们凝结成雾，而原本这些分子是不会凝结的。

这种行星雾霾与地球上因污染而产生的雾霾不同。土星卫星土卫六上的雾霾就是附近雾霾大气的典型例子，大气中的氮和甲烷被阳光分解，形成气溶胶。

詹姆斯·韦伯望远镜可以观测到比其他太空望远镜更长的“中红外”波长。本尼克说，这将使天文学家能够更深入地观察行星大气层，因为在较长的波长下观测时，云和雾霾通常更透明。他说，斯皮策太空望远镜专门研究红外线，也是系外行星天文学的有力工具。詹姆斯·韦伯望远镜是哈勃太空望远镜的继任者，哈勃太空望远镜是第一台也是最具标志性的大型太空望远镜，在服役三十年来拍摄了大量图像。韦伯望远镜将比这两台望远镜更大、更精确。

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比恩表示，韦伯的红外观测还能精确测量系外行星的温度，例如 GJ 1214 b——它是已知最古老、研究最透彻的系外行星之一。GJ 1214 b 更容易被观测到，因为它相对于其母星来说体积较大，母星是一颗红矮星，距离我们只有 40 光年。

Bean 表示，研究小组希望能够直接测量其大气中存在何种分子。但即使他们无法做到，由于该行星被潮汐锁定，始终有一侧朝向恒星，研究小组也应该能够通过不同的方法了解其成分：他们可以测量行星的温度，并研究大气如何通过超级旋转喷流（一种围绕行星流动的赤道急流）将热量从白天一侧转移到夜晚一侧。

大多数易于探索的亚海王星都靠近恒星，这使得它们的存在更加难以解释。它们保留了厚厚的气态大气层，对于一颗靠近恒星、拥有强烈太阳风和热量的小行星来说，这应该是非常困难的。“这些行星怎么可能吸入这么多[气体]？”比恩说。

本尼克说，由于亚海王星“处于哈勃望远镜能够探测到的边界”，詹姆斯·韦伯望远镜可能成为研究亚海王星的“彻底改变游戏规则”的望远镜。韦伯望远镜尺寸大、镜面镀金，而且保存温度极低，这意味着它“真的是为了测量宇宙的温度而建造的”。