美国宇航局刚刚宣布在遥远的系外行星上发现甲烷

如果有一种化学物质在寻找其他世界的生物特征时引起兴奋，那就是甲烷。这不是一个灌篮高手，因为它既有生物来源，也有非生物来源。

但是在系外行星的大气层中找到它意味着这颗行星值得仔细研究。

甲烷之所以引起科学界的关注，主要是因为它在行星大气中的持续时间很短。甲烷不能长时间承受星光，至少在陆地大气中不能。它屈服于光解离，需要不断补充以保持其在大气中的存在。

如果一个岩石行星含有大量的甲烷，那么这个来源一定是巨大的，这使得生物来源成为可能。在地球上，生物活动会产生大量的甲烷。

从代谢上讲，甲烷并不难制造。

甲烷在我们的太阳系中很常见，但不一定很丰富。据科学家所知，这都是非生物的。蛇纹石化等过程可以解释这一点。

蛇纹石化是一个天然的、非生物的过程，涉及水、二氧化碳和矿物质橄榄石.橄榄石在地球上很常见，是我们星球上地幔的主要成分。我们也在月亮上火星，以及一些小行星。

最近，詹姆斯·韦伯太空望远镜在WASP-80b的大气中探测到了甲烷，WASP-80b是一颗气态巨行星，其质量约为WASP-80b的一半。木星.WASP-80b围绕一颗大约15亿年前的K型主序星运行。WASP 80距离我们大约162光年，WASP-80b是迄今为止唯一在恒星周围探测到的行星。

由于WASP-80b是一颗气态巨行星，因此生命被排除在外，除非有一些极端的科幻场景。但是橄榄石的蛇纹石化，橄榄石是最著名的甲烷非生物来源，也被排除在外，因为WASP-80b不是岩石行星。但是找到它仍然很有趣。

这在一定程度上是因为我们现在可以将这颗系外行星与我们太阳系中天王星和海王星的含甲烷大气层进行比较。这只能帮助我们更好地了解未来的甲烷检测。

发表在《自然》杂志上的一篇新论文介绍了这一检测。它的标题是”温暖的系外行星WASP-80b的整个大气中的甲烷。“ 第一作者是湾区环境研究所的博士后研究员泰勒·贝尔（Taylor Bell）。

WASP-80b是一颗温暖的木星。它的温度约为550摄氏度（1,025华氏度;825开克氏度）。所以它介于炽热的木星之间，比如高清209458 b（发现的第一颗凌日系外行星）和寒冷的木星，就像我们太阳系最大的行星一样。我们的木星大约是112摄氏度（235华氏度;125摄氏度）。

温度是很重要的一点。系外行星大气中缺乏甲烷探测，因此在游戏的这个阶段，每次探测在发展大气理论和指导后续研究方面都发挥着重要作用。

WASP-80b的温度使其处于“一个有趣的过渡状态，平衡化学模型预测，在行星的透射和发射光谱中应该有可检测到的CH4和CO / CO2特征......”该研究的作者解释说。

WASP-80b非常接近它的红矮星，只需要三天就可以进入轨道。因为这颗行星离它的恒星很远，离它的恒星很近，即使是强大的JWST也无法真正看到它。取而代之的是，天文学家使用JWST来研究凌日和日食中来自恒星和行星的组合光。

像哈勃望远镜和斯皮策望远镜这样的望远镜在系外行星大气层中探测到的甲烷并不多，它们都可以用红外线观测，尽管不像JWST那样可以。由于缺乏检测，科学家们对甲烷如何在大气中耗尽提出了理论解释。高金属性、高内部热通量和其他原因被探索为甲烷消耗机制。

由于JWST现在已经检测到甲烷，这提出了一个重要的问题。

“然而，这种以低分辨率JWST光谱对WASP-80b整个大气中甲烷的明确检测提出了一个问题，即过去的未检测在多大程度上受到HST和Spitzer可实现的稀疏波长覆盖范围和精度的影响，”作者写道。

因此，如果天文学家继续在更多的系外行星大气中探测甲烷，我们可能不得不改变对甲烷作为生物特征的看法。

“当我们在系外行星中发现甲烷和其他气体时，我们将继续扩展我们对化学和物理学如何在不同于地球上的条件下工作的知识，也许在不久的将来，在其他行星中，提醒我们我们在家里所拥有的，”作者在中写道。美国宇航局博客文章。

研究人员解释说，发现大气中含有甲烷的系外行星也有助于我们了解我们自己的太阳系。

“美国宇航局有向太阳系中的气态巨行星发送航天器以测量其大气中甲烷和其他分子的数量的历史，”作者写道。

“现在，通过测量系外行星中的相同气体，我们可以开始进行”苹果对苹果“的比较，看看太阳系的期望是否与我们在太阳系外看到的期望相匹配。

研究人员还表示，测量甲烷和水有助于确定行星的形成方式和地点。

“例如，通过测量地球上甲烷和水的含量，我们可以推断出碳原子与氧原子的比例，”他们写道。

“预计这个比例会根据行星在其系统中形成的地点和时间而变化。天文学家可以使用这些数据来确定行星是在靠近其恒星的地方形成的，还是在更远的地方形成的，然后向内迁移。

JWST 可能还没有用 WASP-80b 完成。该数据来自太空望远镜的NIRCam仪器。未来的MIRI和NIRCam观测将以不同的波长探测地球，这应该会探测到其他碳分子，如一氧化碳和二氧化碳。

“我们的研究结果使我们认为，我们将能够观察到其他富含碳的分子，如一氧化碳和二氧化碳，使我们能够更全面地描绘出这个星球大气中的条件，”研究人员解释说。

虽然甲烷因其与生物学的联系而引起所有人的注意，但这项研究向我们展示了甲烷的另一面。它可以帮助我们了解一些行星是如何形成的，在哪里形成的，以及它们是否迁移。

系外行星中的甲烷探测将帮助我们更好地了解系外行星大气层。它们甚至可以帮助我们了解我们自己的太阳系，我们仍然有很多问题。

JWST有望在建立我们对甲烷和大气的了解方面发挥关键作用。

“有一件事很清楚：詹姆斯·韦伯太空望远镜的发现之旅充满了潜在的惊喜，”作者说。

本文最初由今日宇宙.读原文.

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