NASA将如何利用Webb来寻找有生命的行星

　　美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜为科学家提供了新的工具来寻找遥远行星上生命的基石。
　　美国宇航局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JamesWebb)正准备向我们展示太阳系以外的世界，也就是俗称的系外行星。美国宇航局位于加州硅谷的艾姆斯研究中心的科学家将是最早使用韦伯观测宇宙的科学家之一，他们正在寻找关于系外行星是如何形成的、由什么组成的以及是否有可能适合居住的线索。
　　2022年1月24日，望远镜到达了它的目的地，距离地球约一百万英里的轨道环绕着一个名为太阳-地球拉格朗日点2(也称为L2)的位置。现在，韦伯离启动科学使命，改变我们对宇宙的理解又近了一步。填补行星知识空白
　　图解海王星次行星Ttoi-421b和GJ1214b与地球和海王星的大小比较。在半径、质量和密度方面，toi-421 b和gj 1214 b都位于地球和海王星之间。这些行星由左向右排列，其排列顺序是增大半径和质量。
　　提供：NASA、ESA、CSA和D.Player(STScI)
　　美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜准备解除海王星周围的雾霾
　　当我们寻找系外行星时，科学家经常使用我们最熟悉的世界作为参考--我们自己的，以及太阳系中的邻居。但是外面的大多数行星都不像我们的邻居。
　　＂我们在银河系中发现的行星的多样性远远超过了我们太阳系内行星的多样性，＂艾姆斯公司的研究科学家Natasha Batalha说，她是几个Webb项目的共同调查员。＂在我们的太阳系中，我们有内部岩石行星和外部气体行星--但我们看到的最常见的系外行星实际上介于两者之间。＂
　　Batalha的团队将使用Webb来研究11个＂中间＂行星，它们比地球大，但比海王星小，以了解它们是如何形成和演化的。对这个星球上的人口是什么样子有一个基本的认识--它们是岩石还是由气体构成的？--这是个开始。韦布推动的艾姆斯的系外行星研究大部分将集中在这种基础知识的积累上，让科学家们更多地拼凑出太阳系以外行星的数量，以及这些星球是否能孕育潜在的生命。
　　托马斯·格林(Thomas Greene)是艾姆斯的天体物理学家，20多年来一直为韦布的仪器和分析技术的发展做出贡献。他正在领导一项对九颗行星的研究，这些行星的质量和温度都不如以往望远镜研究的那么大、更冷。他的研究将集中在这些星球周围大气的化学组成、它们的组成中相对于它们的主恒星的更重元素的丰度、每颗行星表面的温度等等。
　　寻找大气和潜在的宜居性
　　这位艺术家的概念描绘了七颗岩石系外行星在Trappist-1系统，位于地球40光年。天文学家将用韦伯观测这些行星，以探测太阳系以外地球大小行星的第一个大气层。
　　提供：NASA和JPL/加州理工学院
　　最大一批地球大小的宜居带行星
　　另一种需要进一步研究的行星是围绕冷矮星运行的小岩石行星。这些行星通常离太阳很近，但由于它们的太阳又小又冷，它们位于宜居地带。然而，人们对这些世界知之甚少--包括它们是否有能力维持大气层，更不用说它们是否能承载生命。
　　虽然格林研究中的大部分世界都是由气体构成的，但其中一个是岩石陷阱-1b。它是Trappist-1系统中最内部的行星，它是由七颗岩石组成的行星，大致相当于地球大小的行星，它的轨道接近一颗小而酷的矮星。由于对地球的构成知之甚少，包括它是否有大气层，韦伯收集到的数据可能显示，它是一个死气沉沉、贫瘠的世界，甚至是一个有可能承载生命的世界。
　　格林说：＂就我们所知的生命的可能性而言，行星的大气层是必不可少的。＂＂我们开发了Webb的仪器，以便能够提供我们所需要的数据，不仅可以探测大气，而且可以确定它们是由什么组成的。＂
　　格林的团队将仔细观察这个星球的光谱--看看它会发出什么样的光，从而观察到它的化学成分。这项研究将重点关注地球的红外辐射，并寻找二氧化碳的迹象。如果有迹象表明大气存在，特别是二氧化碳，那么Trappist-1b可能就像我们太阳系中的岩石行星一样形成和演化，这些行星中也有二氧化碳--金星、地球和火星。
　　Batalha还致力于两个Webb项目，重点描述五个相似的岩石世界，其中两个位于同一个系统--Trappist-1h和Trappist-1e，后者位于宜居区。这些程序将决定这些世界中有多少大气层，如果有，它们是由什么组成的。韦伯的许多目标都在几百甚至数十亿光年之外，但是一些离我们最近的系外行星都是同样小的岩石星球。距离我们最近的半人马座星距离我们只有四光年多一点，它是一个M矮星，并且有可能是两个这样的星球的所在地。了解遥远的世界可以帮助我们了解离家较近的可居住性的前景。
　　Webb望远镜是最大的天体物理空间观测站，也是NASA有史以来建造的技术最复杂的科学任务。
　　巴塔尔哈说：＂这是一个谦卑的经历，成为如此巨大的努力的一部分。＂＂约有1万人为这台望远镜捐款，400多家机构的数千人将对其第一周期的数据进行分析。这是一个获得如此规模的科学的绝佳机会。＂
　　詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上最大、最强大、最复杂的空间科学望远镜。韦伯将解开我们太阳系中的奥秘，远眺其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。
　　Webb是由美国宇航局及其合作伙伴领导的一个国际项目，即欧空局(欧洲航天局)和加拿大航天局.