歐洲測到光線中臭氧 此法或可探測太陽系外生命

2010年07月26日08:22  來源:《科學時報》

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  這是藝術家們畫的一幅印象派作品:熱木星星 HD 209458b 在其父母恆星之前穿越。圖片來源:《科學》雜志

  在銀河系的某個地方,天文學家們發現了一個呈現生命關鍵元素的新世界。當他們將高清晰度光譜攝制儀瞄准一束反射自行星月亮的星光時,他們看見了臭氧、氧氣、鈉和氮的痕跡。唉!這顆行星卻是地球。但研究人員表示,類似的技術可用於尋找圍繞其他恆星旋轉的行星上的生命跡象。

  在我們的太陽系之外,天文學家們已經發現了幾百顆行星,然而,他們對這些行星知之甚少。通常情況下,望遠鏡觀察隻能揭示有關太陽系外行星的基本信息,比如行星的最小質量、與父母恆星的距離、外表是氣體狀或是岩石狀,甚至是否像地球。

  為了更多地了解這些外面的世界,天文學家們利用了一種名為恆星掩星的現象。當一顆行星在它的恆星和地球之間穿越時,這顆行星的大氣層會從其恆星和其他恆星的光線中捕獲部分波長。將一台光譜攝制儀瞄准這一光線,科學家們發現了這顆行星大氣層的組分。2001年,在美國哈佛—史密森尼天文物理中心天文學家大衛·夏邦諾(David Charbonneau)的領導下,研究人員使用這種技術探測到地外行星——“熱木星”的大氣層中含有鈉,熱木星沿著一顆距離地球50光年遠的恆星旋轉。

  但是,沒有人知道這種方法是否可以應用於更小的、類似於地球的世界。法國巴黎天文物理研究所的天文物理學家阿爾弗雷德·維達-馬賈(Alfred Vidal-Madjar)和同事合作,決定在他們所能找到的最像地球的世界試驗這種方法,這個地方就是地球。為了將地球當做一顆太陽系外行星,在2008年的半月蝕時,研究人員仔細研究經過地球大氣層過濾的太陽光。月蝕時,地球在太陽和月亮間穿行。

  SOPHIE是一台高清晰度光譜攝制儀,附屬於法國南部普魯斯旺縣天文台直徑為1.93米的望遠鏡。借助於SOPHIE,研究人員從反射自地球大氣層的光線中成功探測到臭氧、氧、氮和鈉。維達-馬賈說:“令人吃驚的是,我們是在相當糟糕的天氣情況下,在極為罕見的觀察中獲得了成功。”研究小組將他們的發現寫進論文中,該論文已被《天文學和天文物理學》期刊接受。

  夏邦諾說:“這是一篇重要的論文。我們中的許多人都希望利用這種方法來誠實地探測太陽系外的生命。”然而,美國賓夕法尼亞州立大學的行星科學家詹姆士·卡斯廷(James Kasting)認為,這有相當困難:“法國的研究小組做了很好的工作,但是,要在類似於地球的行星穿越其父母恆星時捕獲一束穿越光譜卻非常棘手。”他指出,問題是類似於地球的世界擁有難以探測到的薄薄的大氣層,而太小的體積讓恆星掩星現象難以被捕捉到。

  2017年,歐洲太空署“行星穿越和恆星震蕩項目”(PLATO)的啟動將有助於這些問題的解決,天文學家將獲得300光年內行星穿越的地圖集。維達-馬賈表示,他和他的同事將耐心等待,看看他們是否能幸運地將這種技術應用於其他行星上。(編譯/王丹紅)

(責任編輯:廖靖雯(實習))
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