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摘要：自从科学家们首次在其他恒星周围发现行星以来，的许多最引人注目的发现都来自于像NASA的开普勒和哈勃太空望远镜这样的地球外仪器。在他们的新论文中，诺特曼的研究小组在多个行星的外层大气中寻找氦。这项测量告诉研究人员氦的移动速度是否足够快，足以逃离行星。（然而，这在这个世界上不太可能发生。的观测结果显示，氦是通过其主星的辐射从行星上喷发出来的。
的许多最引人注目的发现都来自于像NASA的开普勒和哈勃太空望远镜这样的地球外仪器。开普勒发现了2000多颗经过恒星验证的行星，而哈勃的观测帮助科学家描绘了系外行星大气的特征。但今天（12月6日）发表在《科学》杂志上的两篇新论文指出，氦在外星大气中的运动是来自我们的地球的舒适度。
这两个研究小组都在西班牙卡拉阿尔托使用了3.5米（11英尺）的望远镜，利用望远镜强大的卡门尼斯仪器（Calar Alto的缩写）进行测量，利用近红外和光学椭圆光谱仪对外行星的M矮星进行高分辨率搜索，精细测量氦在行星周围的作用。[2017年最有趣的外星行星发现]
艺术家对WASP-69b行星的插图，后面跟着一个氦尾巴。（Gabriel Perez Diaz/IAC）“这是我们第一次真正观察到氦尾，”其中一篇新论文的主要作者、西班牙加那利亚斯天文研究所（IAC）的研究员Lisa Nortmann告诉《太空》杂志。在他们的新论文中，诺特曼的研究小组在多个行星的外层大气中寻找氦。其中一个叫做WASP-69b，显示了一个特别引人注目的效果。
之前，人们认为如果氦在行星的[最外层大气层]，它可能会逃逸并形成尾巴。这是基于模型的，但这是我们第一次在它仍然在恒星前面的时候，当行星不再在恒星前面的时候，我们可以实际观察到它，”她说。她说，虽然WASP-69b的大小与木星差不多，但它的质量与土星相当，这意味着它比我们太阳系的任何一颗行星都更轻、更蓬松，它显示了一个充满快速氦原子的外层大气正被主星的高能辐射冲走。研究人员根据他们的观察对大气进行了建模，以确定氦是否正在逃离行星。
20年前，研究人员假设，当光线穿过气体时，氦吸收的一种独特的近红外辐射波长可用于在遥远的大气中追踪元素，诺特曼说。但直到最近，测量光波长的光谱仪才变得足够精确，能够在这种情况下精确定位氦。正因为如此，地面望远镜有一个意想不到的优势。
“从地面我们可以用肉眼看到火星；我们可以说它在那里，但不是更多，”诺特曼通过电子邮件补充说然而，如果我们发射一艘宇宙飞船，我们可以以高分辨率解析它的表面，并学习一些东西。现在，我们有完全相反的情况-从地面我们可以说更多关于逸出的氦，因为仪器在波长和时间上提供了更高的分辨率。
卡门谱仪可以精确测量吸收的波长，它显示了当氦大气在恒星前面时，氦向地球移动的速度，因为当光线朝我们移动时，它会变得更蓝。这项测量告诉研究人员氦的移动速度是否足够快，足以逃离行星。逃逸的外行星大气通常是用与氢相关的紫外线波长来测量的，但由于紫外线被地球大气吸收，所以只能用太空望远镜来测量。（它也被星际介质吸收，因此更难被探测到）虽然哈勃也能探测到氦，但它的测量分辨率并没有那么好。
“这是一个非常奇怪的情况，地面望远镜真的击败了太空望远镜，”同样来自IAC的这项研究的合著者Enric Palle告诉《太空》杂志我们可以从哈勃望远镜上得到很多我们无法得到的信息。”
“有一个功能非常强大。。。这告诉我们很多关于（一些）系外行星的大气是如何随时间演化的，这些行星有氢和氦的包层，并且接近一颗在紫外线中发出强通量的恒星，”他补充道。
Palle指出，以氦消失的速度，行星可能会缩小，但很可能不会在明星的一生。通过研究WASP-69b和其他类似的行星，科学家们可以开始了解气态行星是如何失去它们的大气层的，以及这些行星中的一些可能成为岩石行星的。（然而，这在这个世界上不太可能发生。）
Jessica Spake，英国埃克塞特大学的一位研究员，也是第二篇论文的作者之一，在谈到她的研究小组对海王星大小的世界的观察时说，“这是一个非常令人兴奋的发现，特别是因为氦是第一次在外行星大气中被探测到。”今年早些时候，“斯派克的研究小组利用哈勃望远镜进行了早期的探测，尽管该小组最新发表的研究使用了地面上的卡门斯光谱仪。”
的观测结果显示，氦是通过其主星的辐射从行星上喷发出来的。斯派克在一份声明中说：“希望我们能利用这项新的研究，了解哪些类型的行星具有氢和氦的大包络，以及它们能在大气中保持气体的时间有多长，”
“一般来说，[这些文件显示]氦的探测非常有趣，”“乔瓦娜·蒂内蒂，伦敦大学学院的一位研究员告诉《太空》杂志，他是欧洲航天局即将推出的阿里尔太空望远镜的首席研究员，没有参与这些研究。”当然，这些都是对单个行星的探测；如果你比较不同的行星，能看到其他的变化（出现）会很好，所以我期待着在未来看到更多的探测结果，这样我们就可以开始对所有行星进行比较研究。[氦]在大气中是一种非常非常重要的物种，所以它真的非常令人激动。”
艺术家对距离地球124光年的HAT-P-11b行星的插图，新的研究表明氦大气“膨胀得像气球。”（Denis Bajram）“我认为空间和地面是非常互补的，理想情况下我们真的希望两者都有，因为有些事情你不能从地面做，你需要空间，反之亦然，”Titi补充道这是一个完美的例子。她说，从太空中，你可以看到不同行星发射的波长的广泛分布，从而获得行星大气的整体视图但从空间上看，当然，大多数仪器都比从地面上能做的要小，所以如果你对一些吸收功能较弱或非常锋利的东西感兴趣，你最好在地面上，”蒂内蒂说从地面上看，你不能真的看到所有的波长，因为你知道你和观测之间有你的大气层，所以从这个意义上说，你在波长覆盖方面受到了更大的限制。但是，你有机会每当你有一些窗口去单一，非常尖锐的特点。理想情况下，你真的希望两者兼得。
展望未来，Palle认为地面光谱仪是表征系外行星大气的一个重要工具。
我认为，随着超大望远镜的出现，这也将成为系外行星大气的普遍情况，“TMT[三十米望远镜]、GMT[大麦哲伦望远镜]和ELT[超大望远镜]，”Palle说。这些仪器“将拥有巨大的收集区域，将能够利用这些技术，并将能够探索地球大小行星的大气层。”
，即使这些望远镜将透过地球大气层，他说，在光谱仪上有足够高的分辨率，研究人员将能够区分水蒸气和氧
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