天文
2022新发现：令人惊叹的新行星
科学家们不断发现新的奇异世界。
一个艺术家构想的“超级地球大小的行星”。 图：NASA/Ames/JPL-Caltech
这是发现迷人新世界的里程碑的一年。
2022年， NASA确认的系外行星数量超过5000颗，它们是太阳系之外的外星世界。 其中包括各种各样的遥远行星，包括(可能是岩质的)超级地球，像木星这样的气态巨行星，像海王星这样的“冰巨行星”等等。 尽管行星科学家已经发现了成千上万个这样奇特的地方，但仅仅在我们的银河系中，很可能就有超过一万亿颗系外行星。
更重要的是，詹姆斯-韦伯太空望远镜——有史以来最强大的此类望远镜——在今年观测到了一些系外行星的大气层，让科学家们对这些仍然很神秘的地方有了前所未有的深入了解。
下面你可以看到2022年最新的系外行星发现。
NASA和其他航天局发现的不同类型的系外行星。 图：NASA / JPL-Caltech
拥有金属云和宝石雨的行星
艺术家构想的系外行星WASP-121b。 图：Patricia Klein / MPIA
行星科学家通过将专门的望远镜，如美国宇航局传奇的开普勒望远镜，对准遥远的恒星，寻找它们亮度的下降，从而发现了许多遥远的系外行星。 这是一个明显的信号，表明有行星从那颗恒星前面经过。
有时，科学家们甚至可以瞥见系外行星的大气层(这一壮举将随着强大的韦伯望远镜而变得更加常见)。 最近研究人员发现，金属和宝石可能存在于WASP-121b较冷的一侧的空气中，这是一颗距离地球约855光年的系外行星。 在那里，温度足够低，高大气层中的金属——如镁、铁、钒、铬和镍——可以凝结成云。
这些金属云看起来像什么？ “我认为我们不能确定它们看起来是什么样子，因为云的形成很复杂，我们的太阳系中没有这样的云可以近距离观察”，马克斯·普朗克天文研究所的天文学家、该研究的主要作者Thomas Mikal-Evans说。
但他推测这些外星云层可能类似于地球上的沙尘暴。 一些云层可能是蓝色或红色的， 另一些是灰色或绿色的。
而且有时云层会进一步凝结成小水滴，最终意味着宝石雨从天而降。
奇怪的“橄榄球状”行星
“橄榄球状”系外行星WASP-103b。 图：ESA
大多数行星是球形的， 但WASP-103b不是。
ESA(欧洲航天局)的 Cheops太空望远镜(Characterising ExOPlanet Satellite的缩写)发现WASP-103-b——一颗体积是木星的两倍的行星——仅在一天内就围绕它的恒星快速旋转一圈。 这导致了对行星的极端拉扯，这是月球对地球潮汐的拖拽更加强烈的版本。 最终，这种拖拽使行星从它曾经的球形变形。
Cheops卫星测量了光线的微小变化，并且能够观察到这颗行星经过它的恒星前面时的奇怪形状。 ESA Cheops项目的科学家 Kate Isaak在一份声明中说：“潮汐变形对系外行星凌日光曲线的影响非常小，但是多亏了 Cheops卫星的高精度，我们才能够第一次观察到这一点。”
“超级海王星”上的罕见发现
系外行星“超级海王星”的艺术家构想图。 图：NASA / JPL-Caltech
在距离地球约150光年的地方，天文学家探测到了一颗“超级海王星”(指比海王星稍大的行星)，它的大气层中有水蒸气。 这是一种罕见的现象。
“在150光年外，[TOI-674 b]被认为是天文学上的'附近'，NASA写道，这也是科学家能够收集其大气化学成分的原因之一。
“还有很多问题，比如它的大气中有多少水蒸气”，NASA道。 “但TOI-674 b的大气比许多系外行星的大气更容易观察，这使它成为进行更深入调查的主要目标。”
詹姆斯-韦伯望远镜将于2022年7月传回第一张宇宙图像，也许它会更深入地观察这颗系外行星的大气层。
仍在形成中的系外行星
巨型系外行星AB Aurigae b的艺术家概念图。 图：NASA/ESA/Joseph Olmsted (STScI)
行星科学家发现了一颗巨大的、仍在形成中的系外行星，名为Aurigae AB b。
30多岁的哈勃太空望远镜拍摄了这颗行星，这颗行星在一个由气体和尘埃组成的、仍然年轻且易挥发的圆盘(称为原行星盘)中发育。 这颗新生的太阳系的恒星只有200万年的年龄。 (作为对比，太阳的年龄超过45亿年)。
这颗新行星非常巨大。 科学家怀疑它比木星大9倍。 而且它的轨道离它的恒星非常远，大约有86亿英里远。 这是冥王星到太阳距离的两倍多。
研究人员认为，大多数行星是在行星盘中较小的物体碰撞并成长为大型、炽热的行星物体时形成的，与此不同，Aurigae AB b可能是在冷却的行星盘分裂成大碎片时形成的。
巨大的海洋可能完全覆盖这颗行星
艺术家描绘的系外行星TOI-1452 b上的海洋。 图：Benoit Gougeon / Université De Montréal
在100光年外的宇宙中，无垠的海洋可能覆盖了一颗遥远的行星。
8月，天文学家宣布，系外行星TOI-1452 b的大小接近地球，位于其太阳系中可能存在液态水的区域。 大量的水——是地球上水的很多倍——可以解释这颗行星密度较低的原因(相比充斥着岩石和金属的世界而言)。 这个由50多名科学家组成的研究小组在《天文学杂志》上发表了他们的研究结果。
蒙特利尔大学(University de Montré al)的天文学家Charles Cadieux领导了这项研究，他在一份声明中说：“TOi-1452b是我们迄今发现的海洋行星的最佳候选者之一。
海洋很可能占到了TOi-1452b质量的30%。 在地球上，水只占行星质量的百分之一。
一颗奇怪的像棉花糖一样的星球
艺术家构想的一颗红矮星，它被一颗类似棉花糖的系外行星环绕。 图：NOIRLab / NSF / AURA / J. Da Silva / Spaceengine / M. Zamani
迎接“蓬松”的世界TOI-3757B。 天文学家认为它的大气密度类似于棉花糖。
在美国亚利桑那州的一座山峰上，基特峰国家天文台的天文学家们正在使用一台直径为11.5英尺的 WIYN望远镜，对580光年外的深空中一个充满气体的类木星世界进行探测。 它围绕一种常见但奇怪的恒星——“红矮星”运行。 这些恒星比太阳小得多也暗得多，但它们非常善变：它们会喷射出强烈的耀斑，使附近的行星变得不适宜生存。
行星科学家们对这颗行星类似棉花糖的大气提出了两种看法：
像木星这样的气态巨行星在形成之初是岩石核心，质量是地球的很多倍。 在太阳系形成时，它们利用这一质量吸引附近的气体——美国国家科学基金会的NOIR实验室解释说，该实验室在美国各地运行着大型望远镜。但这颗红矮星比其他类似的恒星含有更少的重元素，这意味着这颗行星的岩石核心可能是缓慢形成的，并“延迟”了吸引周围气体的过程。 最终，TOi-3757b留下了比其他围绕这些恒星运行的类木星行星密度更低、更蓬松的大气。
TOi-3757b围绕它的红矮星的轨道可能是椭圆形的，NOIR实验室解释说。 “有时它比其他时候更靠近它的恒星，导致大量的额外热量，可能导致行星的大气膨胀。”
对700光年外行星的前所未有的探测
艺术家对遥远的气态巨行星WASP-39b的构想图。 图：NASA/ESA/CSA/J. Olmsted (STScI)
强大的韦伯望远镜不需要拍摄漂亮的照片，就能彻底改变我们对宇宙的理解。
天文学家们将空间天文台对准了WASP-39b，这是一颗炽热的气态巨行星，紧紧围绕一颗700光年外的恒星运行。 他们第一次在一颗系外行星的云层中发现了原子和分子的“完整菜单”，其中一些还在相互作用。 这一最新的探测(使用称为光谱仪的专业仪器)证明，天文学家可以窥视到奇怪的系外行星的大气，并解密什么在蒸发什么在发生化学变化——以及这些世界是否可能包含潜在的可能孕育生命的条件。
恒星的光经常会引发行星上的化学反应，这一过程被称为“光化学”。 这就是WASP-39b正在发生的事情。
“行星通过在宿主恒星的辐射浴中运行而被雕刻和改变”，加州大学圣克鲁兹分校的天文学家Natalie Batalha对这项新研究做出了贡献，她在一份声明中说。 “在地球上，这些转变使生命得以繁衍。”