現在我們知道要尋找什麼了。

簡介：大氣對于行星表面溫度的調節的重要性不言而喻。研究發現，很多行星大氣都是水蒸氣的狀态并且能夠持續很多年。

VFX（視覺特效）機艙/布裡斯托爾科學中心/埃克塞特大學

要不是有地球大氣層，我們就不會出現在這裡。大氣層使我們免受宇宙射線緻命的傷害，還調節了氣候，這恰恰似乎是太陽系外大多數地球大小的候選行星缺少的東西。

然而，根據最新發表在《天體物理學雜志快報》上的一項研究，芝加哥大學和斯坦福大學的最新研究表明，宇宙中許多行星不僅可以發展成充滿水蒸氣的大氣層，而且可以長期保留它們。

這不僅加深了我們對行星形成方式的了解，還可以指導科學家繼續尋找太陽系外的類地行星。

1水蒸氣可能“長時間”控制着系外行星大氣

芝加哥大學的助理教授，芝加哥大學博客文章行星大氣演化專家埃德溫·凱特說：“模型表明這些熾熱的岩石系外行星，在某個階段是水導大氣，對某些行星來說，這可能要花很長時間。”

太空和地面望遠鏡繼續對系外行星進行分類，科學家們正試圖辨别它們的外觀。通常，望遠鏡可以向我們展示系外行星的物理尺寸、它與其主恒星間的距離以及（有時）行星的總質量。

為達到更高的系外行星調查水平，科學家需要從太陽系中地球和其他行星收集到的數據中推斷出來。但令人驚訝的是，宇宙中最豐富的行星并不像肉眼可及的附近行星。

凱特在博客中寫道：“我們從開普勒任務中已經知道，比海王星小一點的行星确實非常豐富，這令人驚訝，因為太陽系中并沒有行星。我們不确定它們的成分，但有充分的證據表明它們是藏在氫氣氛中的岩漿球。”

2液體岩漿吞沒了海王星系外行星上的大部分水

許多較小的岩石行星也分布在宇宙中，但沒有厚厚的氫氣層讓人緊迫，這就是為什麼科學家懷疑許多行星可能像氫鬥篷的較大行星一樣，但随着主恒星的誕生而失去初始大氣，吹走氫氣。

然而，這些模型在很大程度上仍然不完整。凱特和來自斯坦福大學的勞拉·謝弗一起研究了行星可能在熔岩海洋中窒息的情況。

凱特說：“液體岩漿實際上是流動的。”這意味着它可以像地球上的海洋一樣，對岩層進行循環。此外，這些岩漿海洋可能正從大氣中除去氫，産生化學反應，從而形成水，其中一些蒸發到大氣中，但更多的岩漿會被炎熱的岩漿吞噬。

後來，主恒星剝離系外行星的氫氣層後，水被抽出，成為大氣中的水蒸氣。在足夠長的時間軸上，這樣的行星會獲得富水層。

凱特說，在某些星球上，這一階段可能會持續數十億年。

3系外行星發光的陰暗面可能指向大氣

為了将這個想法付諸實踐，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡可以分析系外行星大氣成分的測量結果，尋找水的存在。但另一種方法間接尋找大氣迹象。由于這些行星中的大多數都被潮汐鎖定（就像月球到達地球一樣），因此它們的表面溫度是高度極化的，面向恒星的一面比“黑暗”的一面要溫暖得多。

這聽起來可能很嚴峻，但芝加哥大學的兩位校友，勞拉·克雷德伯格和丹尼爾·科爾，現在馬克斯·普朗克天文研究所為麻省理工學院工作，他們建議找到可以緩和系外行星溫度的大氣層，并在其周圍散發大量光熱。通過了解系外行星暗面發光的強度，我們可能會發現重新活躍分布熱量的大氣層。

對太陽系外的類地行星的搜索正在加速。而且，随着詹姆斯·韋伯太空望遠鏡于今年晚些時候發射升空，我們可能很快就會發現自己被一堆充滿水的行星大氣淹沒。

相關知識

水蒸氣（也稱氛氣、蒸汽），是水（H2O）的氣體形式。當水達到沸點時，水就變成水蒸氣。水蒸氣在空氣中是無色的。在海平面一标準大氣壓下，水的沸點為100°C或212°F或373.15K。當水在沸點以下時，水也可以緩慢地蒸發成水蒸氣。而在極低壓環境下（小于0.006大氣壓），冰會直接升華變水蒸氣。水蒸氣之密度為 0.59764 千克/立方米（100°C/212°F，101330Pa）。

水蒸氣可能會造成溫室效應，是一種溫室氣體。

BY: Brad Bergan

FY:小蜜蜂

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