詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST），是美、欧、加联合研发的主要通过红外光观测的空间望远镜，历时 20 多年，耗资超过 100 亿美元。它是迄今为止最昂贵、建造的功能最强、最大的空间望远镜。该望远镜于 2021 年发射，旨在提供更高的红外分辨率和灵敏度，以观测更远的宇宙深处。

       55Cancri e 离恒星很近的艺术图 图片来源：Mark Garlick/Science Photo Library

       不过，55 Cancri e 不是 JWST 发现的，它是 20 年前（2004 年）在 55 Cancri 这颗恒星（2015 年被国际天文联合会命名为哥白尼）周围发现的第四颗行星，目前这颗恒星周围已经发现了 5 颗行星（分别是，b, c, d, e, f）。这些行星都是通过视向速度方法（即通过探测恒星与行星相互绕转产生的视向速度变化）发现的。

       后来 2011 年发现 55 Cancri e 的凌星现象，进一步证实了这颗行星的存在。55 Cancri e 围绕着一颗类似太阳的恒星运行，是一个超级地球，半径约为地球的两倍，重量是地球的8倍多，大气层厚度约为地球半径的百分之几。

       人类首次探测出太阳系外

       类地行星的大气成分

       JWST 的贡献其实是发现这颗行星表面含有富含碳和氧元素的大气层，意味着一个新的里程碑，这是人类首次探测出一颗太阳系外类地行星的大气成分，而且确定其为“次生大气”。

       所谓“次生大气”是相对于原始大气来说的。行星的原始大气是指行星形成初期通过引力在周围吸附的大气，主要是氢气和氦气（因为这两种是宇宙中含量最多的）。但是氢气和氦气很轻，对于一般的岩石类地行星比如地球来说，它们的引力小，不足以完全束缚住这些轻气体，所以这些原始的轻气体会逐渐逃逸回宇宙空间中。

       而次生大气就是之后从行星内部释放出来的气体，比如通过火山爆发。这些气体主要含“重”一些的元素，比如碳、氧等。重气体不容易逃逸而逐渐累积、保存在行星表面。我们地球上的大气就是从次生大气逐渐演化过来的。

       这颗“超级地球”

       会是人类的下一个家园吗？

       目前的观测技术还不能对这么小的行星直接成像看到它的外貌。不过，天文学家可以通过行星的性质来推测想象它的样子。

       55 Cancri e 可以简单理解为放大版的地球，它与地球有相似之处，比如平均密度差不太多，都属于岩石类行星，但是它的公转周期只有 0.74 天，距离它的主星只有日地距离的六十分之一，因此这颗星被它的主星“烤”的非常热，对着恒星的一面温度超过 3000 度，表面都是熔融的岩浆，应该不能像地球一样孕育这么多生命。

       未来随着探测技术不断发展，人类将能探测到更多类地行星的大气。通过研究它们的大气成分并与我们太阳系的行星对比，这样将帮助我们更好地理解行星以及其大气的形成和演化。

       我们不能回到地球的早期去了解它的历史，但是如果可以探测到很多不同年龄阶段的类地行星大气，那么我们就可以将它们作为镜子，从中看到地球的过去甚至未来的样子。