科学家称闪烁星光是辨识系外行星海洋的依据

2015-10-24 10:58 作者:admin 来源:

据美国连线杂志报道,研究人员最新研究称,观测系外行星是否闪烁星光可作为分辨其表面是否存在海洋的依据。并且新一代太空望远镜已装配勘测闪烁星光的技术。

科学家称闪烁星光是辨识系外行星海洋的依据

当某颗行星运行至形成月牙形的轨道位置,海洋上反射的星光将使该行星比非海洋行星明亮两倍

科学家称闪烁星光是辨识系外行星海洋的依据

观测系外行星是否闪烁星光可作为分辨其表面是否存在海洋的依据

美国华盛顿大学研究生泰勒-罗宾逊(Tyler Robinson)说:“闪烁的行星与非闪烁行星有着明显差别,并且使用当前的技术可探测到。这将向证实系外行星表面存在液态水资源迈进重要的一步,它将有助于勘测孕育生命体存在的系外行星。”目前,该项研究发表在《天体物理学杂志》上。

这项发现拥有海洋行星的技术与夕阳下太平洋海面形成壮观的亮光反映效果是一样的,该观点是1993年由卡尔-萨根(Carl Sagan)首次提出的,这种方法已成功地证实了土星卫星土卫六表面存在海洋。罗宾逊说:“海洋能够像一面镜子一样反映来自恒星的光线,尤其是当恒星位于地平线时,这种现象同样出现在其它的行星上。”

罗宾逊和同事们指出,从地球观测者角度,当某颗行星运行至形成月牙形的轨道位置时,从海洋上反射的星光将使该海洋行星比非海洋行星明亮两倍。同时,这种海洋反射星光效应与穿透云层的光线有着显著区别。通常情况下,发现系外行星存在水资源的方法是探测光谱,或者详细测量该行星的大气层,寻找两个氧原子和1个氧原子的化学踪迹。但是这种方法仅适合于存在水蒸汽的行星,而不适合于液体海洋行星。并且该方法的准确度不高。

美国宾州州立大学系外行星专家达伦-威廉斯(Darren Williams)说:“为了探测到效果清晰的行星光谱,必须要求较大的望远镜,但这种要求较高的望远镜仍需10-20年才能研制出来。”罗宾逊和同事们证实探测系外行星星光效应可由詹姆斯-韦伯太空望远镜来实现,该望远镜将于2014年发射。

为了探测新型太空望远镜是否能观测到闪烁星光的行星,罗宾逊假设自己是一个外星人,从太空望远镜角度来观测地球。他使用气象卫星和美国宇航局EPOXI太空勘测任务建造了一个计算机模型,从而呈现从太空角度观测地球所呈现的特征,其中包括:气候类型、季节性变化和能够影响海浪高度的海洋风速。威廉斯说:“这个计算机模型能够解释从太阳系中其它太空飞船所观测到真实的地球,因此该方法具有一定的有效可靠性。”

令人遗憾的是,即使是詹姆斯-韦伯太空望远镜也无法探测到系外行星非常清晰的图像,无法确定系外行星是否处于月牙形状态,很难直接观测到行星的闪光。该望远镜仅能观测到当行星环绕恒星运行时出现的或明或暗的斑点。罗宾逊说:“我们将尽可能地发现当系外行星光线昏暗时的闪光,这可能在照相机上仅是微小的光斑。”

罗宾逊和同事添加了地球模型的所有光线反射状况,从而为探测系外行星闪烁星光现象提供帮助。同时,研究人员发现闪光现象还非常清晰地存在于接近红外线的部分电磁光谱中,这种光谱在穿透行星大气层时并不是四处漫射,新型太空望远镜能够探测到该光谱的波长。罗宾逊称,詹姆斯-韦伯太空望远镜能够很好地适宜这项工作,相信未来我们能够探测发现类似地球体积大小,保持地日距离和拥有海洋环境的系外行星,或许我们能够在这样的行星上发现生命存在的迹象。