科學家透過燃燒隕石探索系外行星的大氣成分

怎樣才能知道地球以外其他行星的大氣層是由什麼組成的嗎？一起來燒隕石吧。

這可不是小孩子的惡作劇，而是真正的科學實驗，科學家們正是透過燃燒隕石來了解行星早期大氣組成的。

2021年1月15日，在美國天文學會會議上，加州大學聖克魯茲分校的天體物理學家瑪吉·湯普森在會議上表示：透過一系列烘烤來自太空的隕石碎片的實驗，他發現岩石行星的早期大氣層中充滿了水，空氣中可能含有一氧化碳和二氧化碳，另外還有少量的氫氣和硫化氫。

天文學家已經發現了數千顆圍繞其他恆星執行的行星，就像太陽系的其它類地行星一樣，許多岩石行星都存在稀薄的大氣層，現有的研究方式是透過天文望遠鏡觀測這些行星大氣層來判斷它的化學成分，是否適合生命生存。

而湯普森和她的同事們正在採取一種截然不同的做法，她不是觀察行星大氣層，而是透過研究行星的岩石構造，看看它們能釋放出什麼樣的氣體。

研究人員收集了三種不同碳質球型隕石樣本，每次實驗物件重約3毫克，這些隕石是太陽系形成初期，由環繞太陽周圍的塵埃和氣體凝結而成的第一批固體，並最終形成了行星，這些隕石記錄了行星的原始成分。

研究人員將隕石磨成粉末，接著在一個特殊熔爐中加熱粉末，熔爐與一個質譜儀相連線，質譜儀可以檢測到極微量的氣體逸出，隨著粉末溫度不斷上升，研究人員可以測量出每種氣體的精確逸出量。

這種情況類似於岩石行星在數十億年前凝固後形成原始大氣的過程，行星透過放射性元素的衰變、與小行星或其他行星的碰撞，以及自身形成過程中的剩餘熱量來加熱原始岩石層，岩石在加熱過程中不斷釋放出氣體，因此，測量隕石所逸出的氣體成分可以判斷出行星的大氣成分。

這三顆隕石所釋放的大部分是水蒸氣，佔排放氣體的62%，其次是一氧化碳和二氧化碳，接著是氫氣、硫化氫和一些更復雜的氣體，實驗結果表明，岩石系外行星周圍存在富含水蒸汽大氣層，但實際情況可能會複雜的多，這些岩石會為行星的大氣層提供氣體，而行星內部的地質活動會隨著時間的推移而改變行星的大氣層。正如地球、火星和金星同為岩石行星，而大氣成分截然不同。