美国NASA哈勃望远镜首次在系外行星大气中捕获二氧化碳

时间： 2025-03-04 13:37:01 阅读：155

突破性发现：系外行星大气中的生命要素

2008年12月，NASA宣布哈勃望远镜在一颗名为HD189733b的系外行星大气中发现了二氧化碳、水蒸气及甲烷。该行星距离地球约63光年，体积与木星相当，表面温度高达1000℃，环境极端恶劣。尽管不适宜生命存在，但这一发现具有里程碑意义：二氧化碳是地球生命形成的四大化学要素之一，此前科学家已在外层空间探测到水与甲烷，此次发现填补了第三项关键指标。

华盛顿卡耐基研究所行星理论家鲍斯表示：“二氧化碳的发现意味着我们距离定位宜居星球更近一步。目前仅剩氧气或臭氧未被探测到，它们将是未来搜寻的核心目标。”

技术突破：哈勃望远镜的观测原理

哈勃望远镜自1990年升空后，凭借其地球轨道优势（距地表560公里）避开了大气湍流和臭氧层干扰，能清晰捕捉紫外线及可见光波段信号。其主镜口径2.4米，分辨率达0.1弧秒，远超地面望远镜。此次观测采用透射光谱法，通过分析行星掠过恒星时大气层对星光的吸收特征，识别出二氧化碳分子独特的红外波段信号。

科学意义：从化学标记到宜居性研究

1. 生命基础物质的普遍性
   二氧化碳的广泛存在暗示宇宙中可能普遍存在有机分子合成条件。HD189733b的高温环境虽不支持生命，但类似化学过程可能在更温和的类地行星中发生。

2. 行星形成机制的新线索
   大气成分反映行星起源历史。例如，二氧化碳丰度与恒星辐射强度相关，可追溯行星大气流失或恒星风侵蚀效应。

3. 技术验证与未来任务
   哈勃的成果为后续望远镜（如詹姆斯·韦布）奠定基础。2022年，韦布望远镜在另一颗行星WASP-39b中确认二氧化碳，并扩展至岩石行星大气研究。

挑战与展望：寻找氧气与系外生命

尽管二氧化碳的发现振奋人心，科学家强调氧气或臭氧才是生命存在的直接证据。这类分子易被紫外线分解，需更高灵敏度设备才能捕捉。NASA计划在2030年代发射“宜居系外行星成像仪”（HabEx），直接拍摄类地行星大气光谱，目标锁定氧气特征。

天文学家认为，未来十年内，结合哈勃、韦布及新一代望远镜的数据，人类有望在100光年内定位潜在宜居星球，并回答“宇宙中是否存在第二个地球”这一终极问题。