欧洲测到光线中臭氧 此法或可探测太阳系外生命

2010年07月26日08:22  来源:《科学时报》

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  这是艺术家们画的一幅印象派作品:热木星星 HD 209458b 在其父母恒星之前穿越。图片来源:《科学》杂志

  在银河系的某个地方,天文学家们发现了一个呈现生命关键元素的新世界。当他们将高清晰度光谱摄制仪瞄准一束反射自行星月亮的星光时,他们看见了臭氧、氧气、钠和氮的痕迹。唉!这颗行星却是地球。但研究人员表示,类似的技术可用于寻找围绕其他恒星旋转的行星上的生命迹象。

  在我们的太阳系之外,天文学家们已经发现了几百颗行星,然而,他们对这些行星知之甚少。通常情况下,望远镜观察只能揭示有关太阳系外行星的基本信息,比如行星的最小质量、与父母恒星的距离、外表是气体状或是岩石状,甚至是否像地球。

  为了更多地了解这些外面的世界,天文学家们利用了一种名为恒星掩星的现象。当一颗行星在它的恒星和地球之间穿越时,这颗行星的大气层会从其恒星和其他恒星的光线中捕获部分波长。将一台光谱摄制仪瞄准这一光线,科学家们发现了这颗行星大气层的组分。2001年,在美国哈佛—史密森尼天文物理中心天文学家大卫·夏邦诺(David Charbonneau)的领导下,研究人员使用这种技术探测到地外行星——“热木星”的大气层中含有钠,热木星沿着一颗距离地球50光年远的恒星旋转。

  但是,没有人知道这种方法是否可以应用于更小的、类似于地球的世界。法国巴黎天文物理研究所的天文物理学家阿尔弗雷德·维达-马贾(Alfred Vidal-Madjar)和同事合作,决定在他们所能找到的最像地球的世界试验这种方法,这个地方就是地球。为了将地球当做一颗太阳系外行星,在2008年的半月蚀时,研究人员仔细研究经过地球大气层过滤的太阳光。月蚀时,地球在太阳和月亮间穿行。

  SOPHIE是一台高清晰度光谱摄制仪,附属于法国南部普鲁斯旺县天文台直径为1.93米的望远镜。借助于SOPHIE,研究人员从反射自地球大气层的光线中成功探测到臭氧、氧、氮和钠。维达-马贾说:“令人吃惊的是,我们是在相当糟糕的天气情况下,在极为罕见的观察中获得了成功。”研究小组将他们的发现写进论文中,该论文已被《天文学和天文物理学》期刊接受。

  夏邦诺说:“这是一篇重要的论文。我们中的许多人都希望利用这种方法来诚实地探测太阳系外的生命。”然而,美国宾夕法尼亚州立大学的行星科学家詹姆士·卡斯廷(James Kasting)认为,这有相当困难:“法国的研究小组做了很好的工作,但是,要在类似于地球的行星穿越其父母恒星时捕获一束穿越光谱却非常棘手。”他指出,问题是类似于地球的世界拥有难以探测到的薄薄的大气层,而太小的体积让恒星掩星现象难以被捕捉到。

  2017年,欧洲太空署“行星穿越和恒星震荡项目”(PLATO)的启动将有助于这些问题的解决,天文学家将获得300光年内行星穿越的地图集。维达-马贾表示,他和他的同事将耐心等待,看看他们是否能幸运地将这种技术应用于其他行星上。(编译/王丹红)

(责任编辑:廖靖雯(实习))
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