韦伯望远镜首度于系外行星大气侦测到半重水

系外行星WASP-39b正遭到其类太阳母恒星的猛烈照射。（NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted/STScI）

詹姆斯‧韦伯太空望远镜（JWST）是人类探索宇宙最敏锐的“眼睛”之一。凭借着革命性的红外线观测能力，JWST不仅能窥探宇宙最早期的星系，更开启了美国航空航天局（NASA）所谓的“系外行星研究新纪元”——深入剖析遥远外星世界的大气成分，寻找行星演化乃至地外生命的线索。

在寻找宜居环境的过程中，“水”无疑是最关键的指标之一。近期一项研究指出，天文学家利用JWST对距离地球近700光年的行星WASP-39b建立大气模型时，成功在该行星大气中侦测到了半重水（HDO）的光谱讯号。这是人类首次在太阳系之外的行星大气中，明确验证水同位素体（Isotopologues）的存在。

2011年发现的WASP-39b，因为在大气层内发现大量水而闻名，它绕行其类太阳母恒星的轨道距离，比太阳系任何行星距离恒星的轨道距离都要近。尽管如此贴近，它的水量可能仍是温度低得多的土星的三倍。（NASA/ESA/G. Bacon/STScI）

从气态巨行星到岩质世界：未来搜寻宜居性的关键利器

必须强调的是，WASP-39b是一颗环境极端的高温气态巨行星，其本身绝非宜居世界。但这次成功侦测到半重水光谱，标志着技术上的重大突破。

半重水具有非常独特且易于辨识的红外光谱特征。研究团队总结道：“在不久的将来，这种技术甚至有可能应用于温和的岩质系外行星上，届时测量半重水与D/H比值，将成为评估这些世界是否具备液态水演化史及潜在宜居性的强大示踪工具。”

这项发现不仅让我们更深入理解远方异星大气的剧烈变化，也为未来寻找第二个“地球”铺设了关键的化学侦测基石。

这项研究于7月21日发表在预印本服务器arXiv上。