一種新方法可能能夠告訴科學(xué)家，系外巖石行星——與地球最相似的系外行星——是否擁有大氣層。

圖源：sciworthy 系外行星分類圖示

在之前十年里，天文學(xué)家在”宜居帶”里觀測到了許多可能與地球相似的的巖石行星。宜居帶是恒星周圍溫度適宜的區(qū)域，其中的行星表面可能存在液態(tài)水。但與地球不同的是，大部分系外巖石行星位于又小又冷而活躍的M型矮星附近，矮星的輻射與恒星風(fēng)會(huì)讓這些行星上幾乎不可能形成大氣層?，F(xiàn)在天文界的一個(gè)主要問題是，這些系外巖石行星是否能夠維持大氣層。

圖源：syfy  紅矮星系統(tǒng)想象圖

“我們從未分析過太陽系外巖石行星的大氣層特征，”馬里蘭大學(xué)助理教授，研究報(bào)告作者伊萊扎·肯普頓告訴小發(fā)明網(wǎng)站?！斑@是分析宜居帶中巖石行星特征的第一塊鋪路石?！毖芯空叽蛩阍趧倧哪负阈呛蠼?jīng)過前觀測已知的地外行星，將總亮度與單獨(dú)的恒星亮度進(jìn)行比較。恒星與行星間距離的計(jì)算值能顯示行星得到了多少輻射，而掩食前后的亮度差異能告訴天文學(xué)家們，這顆行星在日間重輻射了多少光線。如果行星輻射了所有的光線，那它很可能沒有大氣層。但少掉的光是大氣層存在的證據(jù)，因?yàn)榇髿鈱涌梢詫⒁恍┠芰吭俜峙涞叫行潜澈?，或者分散開來。研究者將方法和背后的理論發(fā)表在了《天體物理學(xué)》雜志上的四篇論文里（1，2，3，4）。

圖源：sciworthy 掩星法圖解

其他人之前嘗試過尋找地外行星上的大氣層；上一年，以勞拉·克賴斯伯格為首的一支隊(duì)伍通過觀測地外行星LHS3844b完整繞行母恒星一周時(shí)發(fā)射的光芒，確定了它沒有大氣層。但發(fā)明新方法的隊(duì)伍想要加快研究速度。詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡很有希望在2021年發(fā)射，它能讓天文學(xué)家比之前任何時(shí)候都更好地了解地外行星，而天文學(xué)家肯定會(huì)激烈地爭搶它寶貴的觀測時(shí)間。所以這支研究隊(duì)伍將目標(biāo)集中于發(fā)明一種調(diào)查方法，來在僅僅一輪觀測中為數(shù)十顆系外行星是否有大氣層的問題提供簡潔的答案。

圖源：newatlas 地外行星想象圖

這種方法不能告訴我們，大氣層里有什么，比如是否被生物的存在改變，或者是否和我們的大氣層類似。康奈爾大學(xué)卡爾·薩根學(xué)院主任麗莎·卡騰尼格在電子郵件中告訴小發(fā)明網(wǎng)站，她沒有參與本次研究。但還是很有用的，她說?！斑@種方法可以用來確定哪些行星應(yīng)該被作為重點(diǎn)，更加仔細(xì)地觀測?！?/span>

這種方法還有其他缺陷，肯普頓說。宜居帶里的巖石行星可能含有被水改變的物質(zhì)，如黏土之類，它們的反光狀況會(huì)欺騙研究者認(rèn)為其上存在大氣層。宜居帶里，有水的行星可能有生命跡象，但天文學(xué)家不會(huì)使用這種方法研究它們。事實(shí)上，他們會(huì)重點(diǎn)研究更靠近母恒星的行星。

圖源：nasa 太陽與另一顆紅矮星的大小對比

但那也沒事——研究者正在一步一步地解決問題。“我們想[用詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡]做的，是從簡單的目標(biāo)開始，” 肯普頓說。“更容易觀察出特征的，是更暖而非更宜居的行星，它們占用望遠(yuǎn)鏡更少的時(shí)間，也能得到更精確的結(jié)果。” M型矮星又小又冷，天文學(xué)家想知道圍繞它們運(yùn)行的巖石系外行星到底有沒有大氣層。如果的確有，那么這就是一直觀測宜居帶行星的原因之一。詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡可能是個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)，來迅速確定哪些系外行星有大氣層。我們只要希望它準(zhǔn)時(shí)發(fā)射就好了。

圖源：Ars Technica  詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3. Alkaid虞-Ryan F. Mandelbaum

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參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3.原文來自：https://gizmodo.com/astronomers-have-a-new-way-to-spot-earth-like-worlds-wi-1840169655

本文由天文志愿文章組- Alkaid虞翻譯自Astronomers Have a New Way to Spot Earth-Like Worlds With Atmospheres-Ryan F. Mandelbaum的作品，如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請于三十日以內(nèi)聯(lián)系運(yùn)營者刪除。

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