一探熔岩行星究竟，NASA 公布韋伯望遠鏡首年調查的 2 顆超級地球

因距離母星非常近、導致地表溫度極高而覆蓋著熔岩海洋的行星，銀河系中並不少見，NASA 近日宣布韋伯太空望遠鏡升空後首年觀測目標將包含 2 顆超級地球，其中一顆便是表面被岩漿覆蓋的巨蟹座 55e。

升空後 5 個月，NASA 詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡（Webb）鏡面已完美對齊，科學儀器陸續校準完畢，距離全面運行僅剩數週時間，待今年夏天公布首次觀測結果後，韋伯望遠鏡便將展開深入科學觀測任務，任務目標包含調查宇宙微波背景輻射、尋找大爆炸後宇宙第一批恆星和星系的光、分析系外行星詳細大氣特徵等。

太陽系之外，有許多行星的面貌超乎我們想像，比如根據目前已知數據，巨蟹座 55e（55 Cancri e）是顆直徑幾乎為地球 2 倍的岩石行星，距離母恆星僅 0.015 個天文單位（比水星與太陽距離還短），公轉週期僅 18 小時，這種極度靠近母星的軌道使該行星向陽面溫度高達 2,400℃，也使科學家認為這顆行星向陽面被熔岩海洋覆蓋。

但根據過去史匹哲太空望遠鏡對巨蟹座 55e 的觀測，行星最熱區域其實偏離直接面向恆星，且向陽面探測到的總熱量有所浮動，一種解釋認為該行星具有動態大氣層以四處轉移熱量，另一種解釋則認為 55 Cancri e 事實上未被潮汐鎖定，反而與水星一樣具有共振軌道故擁有晝夜循環，地表升溫需要時間，也因此行星最熱區域並非正對恆星處，就像地球一天當中最熱之際不是中午，而是下午。

▲ 韋伯望遠鏡即將調查系外行星巨蟹座 55e 與 LHS 3844 b，與地球及海王星比較。

可惜受技術限制，過去望遠鏡難以進一步分析行星大氣層，遑論深入探討地質特徵，而韋伯望遠鏡的高精度光譜儀將解決這些問題，包括系外行星大氣層由哪些成分組成、哪些行星被潮汐鎖定等，使用近紅外相機（NIRCam）、中紅外成像-光譜儀（MIRI）觀測，將有助於確定巨蟹座 55e 是否具大氣層；若有，主要成分是氧氣、氮氣或其他？

除了巨蟹座 55e，韋伯望遠鏡另一個觀測目標為 LHS 3844 b，後者軌道同樣非常靠近母恆星，公轉週期約 11 小時，但 LHS 3844 b 相對較小且較冷，因此表面不至於熔化。此外，史匹哲望遠鏡觀測表明該行星不太可能含大量大氣，因此韋伯望遠鏡將以光譜儀研究 LHS 3844 b 表面確定成分，由於不同類型的岩石具有不同光譜，就像我們可以用眼睛判斷花崗岩顏色比玄武岩淺，不同岩石發出的紅外光也有差異。

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（圖片來源：NASA）