韦伯望远镜在700光年的系外行星首度找到生命迹象“半重水”
韦伯太空望远镜（JWST）正以前所未有的红外线敏感度揭开宇宙面纱，除了探究早期宇宙，更开启系外行星大气研究的新时代，所有 观测目标中，最吸引人的莫过于生命不可或缺的关键要素：水。
最近天文学家利用韦伯望远镜数据，分析距离地球约700光年系外行星WASP-39b的大气模型，并首度在大气侦测到“半重水”（semi-heavywater，HDO）。研究重点在寻找水的同位素异构物，“半重水”与一般水分子H₂O的差别是两个氢原子，其一被带一个中子的“氘” （Deuterium）同位素取代。研究员希望精确测量大气水分子的“氘与氢（D/H）比例”，推算这颗行星的诞生与演化历程。
水分子的同位素异构物之一半重水，氢原子之一变成氢的同位素“氘”。（Source：Hoa112008,Publicdomain,viaWikimediaCommons）
WASP-39b是人类研究最透彻的标竿系外行星之一，之前韦伯望远镜已提供极其详细的传输光谱。团队比对大气物理模型与观测数据后 发现，WASP-39b的D/H比例大幅高过太阳系的气体巨行星。科学家提出两种可能：一是“大气逃逸”，由于半重水分子量较重，母恒星强 烈辐射与低引力环境下，较轻的普通水大量挥发流失，拉高整体D/H比例；第二则是可能最初诞生于原行星盘更寒冷的外围“雪线”以外，吸收大量富含氘的冰雪物质，之后才向内迁移靠近母恒星。
虽然WASP-39b是表面温度逼近1,000°C的酷热气体巨行星，绝非生命宜居的天堂；但突破关键在“方法论的验证”，半重水有非常独 特的吸收光谱，是天文学家最容易掌握的同位素追踪工具。团队表示，不久的将来，我们甚至有机会在温和的岩石系外行星侦测到半重水，当成评估外星世界是否有宜居环境的重要指标。论文发表于预印本网站arXiv，再次展现韦伯望远镜解开系外世界大气密码的强大实力。