艺术家绘制的WASP-107b概念图。这颗行星的低密度以及来自其恒星的强烈辐射，使得氦气得以逃逸并形成一个围绕行星的非对称、延伸且弥散的气体外层。借助詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的红外观测，这一现象得以被捕捉。图片来源：© 日内瓦大学/NCCR PlanetS/Thibaut Roger，已编辑。
一个包括日内瓦大学（UNIGE）和国家行星研究能力中心（NCCR PlanetS）天文学家在内的国际研究小组，探测到了从系外行星WASP-107b漂离的巨大氦气云。该团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜收集了这些观测数据，并使用日内瓦大学创建的建模工具进行了分析。他们的研究成果发表在《自然·天文学》期刊上，为理解大气逃逸这一在行星演化及其可观测特征形成过程中起核心作用的现象提供了重要见解。
行星大气并非总是保持完整。即使是地球，也在持续向太空流失少量物质，每秒损失超过3公斤的气体。这种持续的流失被称为“大气逃逸”，对于那些围绕恒星极近轨道运行的行星尤其相关。它们所经历的强烈热量可以驱动剧烈的气体外流，使得这一现象成为此类世界长期演变的关键因素。
韦伯望远镜首次在系外行星上探测到氦
研究人员利用詹姆斯·韦伯太空望远镜，观测到从WASP-107b行星流出的宽大氦气流。该行星距离我们的太阳系超过210光年。这是JWST首次在系外行星上探测到这种元素，使科学家能够比以前更详细地研究逃逸的气体。
一个极度膨胀的“超级蓬松”世界
WASP-107b于2017年被发现，其绕恒星运行的轨道距离比水星绕太阳的轨道近得多。尽管其大小与木星相似，但质量仅为木星的大约十分之一。这种极低的密度使其归属于“超级蓬松”行星类别，这类行星以其巨大的体积和异常轻盈的组成而闻名。
逃逸的氦气源自该行星延伸的高层大气，即“外逸层”。这片气云如此巨大，以至于在行星本身从其恒星前方经过之前，它就开始使恒星的光线变暗。研究合著者、日内瓦大学理学院天文学系博士生扬·卡特雷（Yann Carteret）表示：“我们的大气逃逸模型证实了氦气流的存在，它们位于行星的前方和后方，沿着其轨道运动方向延伸至近十倍行星半径的距离。”
化学特征揭示行星的过去
除了氦气，研究人员还在WASP-107b的大气中识别出了水以及几种化合物。这些结果帮助科学家重建了该行星的早期历史。证据表明，WASP-107b最初形成于远离当前位置的地方，随后才向内迁移。这种向内迁移可以解释其膨胀的大气以及今天观测到的显著气体流失。
这些发现为理解遥远世界如何随时间变化提供了一个关键参考。研究合著者、日内瓦大学理学院天文学系高级讲师兼研究员文森特·布里埃（Vincent Bourrier）解释说：“观测和模拟大气逃逸是日内瓦大学天文学系的一个主要研究领域，因为人们认为这种现象是导致系外行星群体中观测到的某些特征的原因。”
他总结道：“在地球上，大气逃逸过于微弱，无法对我们的星球产生根本性影响。但它可能是导致我们近邻金星上缺水的原因。因此，充分理解这一现象背后的机制至关重要，它可能会侵蚀某些岩质系外行星的大气层。”
