韋伯太空望遠鏡揭密：年輕系外行星大氣層中發現二氧化碳

NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）近期在HR 8799星系中，成功捕捉到多顆氣態巨行星的直接影像，並首次在這些年輕行星的大氣層中檢測到二氧化碳的存在。這項突破性發現不僅讓我們更深入瞭解行星形成的過程，也為研究太陽系外的行星系統提供了新的線索。

HR 8799星系距離地球約130光年，是一個相對年輕的行星系統，年齡僅約3000萬年，遠比我們太陽系的46億年年輕許多。韋伯望遠鏡的觀測顯示，該系統中的四顆氣態巨行星含有大量的二氧化碳，這支援了它們是透過「核心吸積」過程形成的理論，也就是像木星和土星一樣，先由固體核心逐漸累積，再吸引周圍的原行星盤氣體。

這項研究由約翰霍普金斯大學的威廉·巴爾默（William Balmer）主導，並發表於《天文物理期刊》（The Astrophysical Journal）。巴爾默表示：「這些二氧化碳的特徵表明，這些行星的大氣層中含有大量的重元素，如碳、氧和鐵。這進一步證實了它們是透過核心吸積形成的，這對於我們能夠直接觀測到的行星來說，是一個令人興奮的結論。」

韋伯望遠鏡的觀測還包括了距離地球97光年的51 Eridani系統。這些影像的取得得益於韋伯望遠鏡的高靈敏度「近紅外相機」（NIRCam）日冕儀，該儀器能夠遮擋恆星的強光，從而揭示出原本難以觀測的行星。

研究團隊利用這項技術，尋找行星在特定波長下發出的紅外光，這些波長會被特定氣體吸收。結果顯示，HR 8799系統中的四顆行星含有比以往預期更多的重元素。這項發現不僅幫助科學家區分這些行星的形成方式，也為未來研究其他行星系統提供了重要參考。

巴爾默進一步解釋：「我們希望透過這類研究，瞭解我們自己的太陽系、生命，以及我們自身在與其他系外行星系統比較中的位置。我們希望能夠拍攝其他太陽系的影像，看看它們與我們的太陽繫有何相似或不同之處，從而瞭解我們的太陽系究竟有多麼特別——或者多麼普通。」

目前，科學家已經發現了近6000顆系外行星，但其中只有少數能夠被直接成像，因為即使是巨大的行星，其亮度也遠低於它們所環繞的恆星。韋伯望遠鏡的技術突破，讓我們能夠更深入地探索這些遙遠的世界，並揭開宇宙中行星形成的奧秘。

這項研究不僅展示了韋伯望遠鏡的強大能力，也為未來的天文觀測鋪平了道路。科學家們計劃進行更多詳細的觀測，以確定這些行星的形成過程是否普遍，並進一步探索其他行星系統的結構與特性。