科學家稱:閃爍星光是辨識係外行星海洋依據

2010/9/7   (7855)   原稿來源: http://big5.ce.cn/gate/big5/sc

據美國連線雜誌報道，近日，研究人員最新研究稱，觀測係外行星是否閃爍星光可作為分辨其表面是否存在海洋的依據。並且新一代太空望遠鏡已裝配勘測閃爍星光的技術。

美國華盛頓大學研究生泰勒-羅賓遜(Tyler Robinson)說：“閃爍的行星與非閃爍行星有著明顯差別，並且使用當前的技術可探測到。這將向證實係外行星表面存在液態水資源邁進重要的一步，它將有助於勘測孕育生命體存在的係外行星。”目前，該項研究發表在《天體物理學雜誌》上。

這項發現擁有海洋行星的技術與夕陽下太平洋海面形成壯觀的亮光反映效果是一樣的，該觀點是1993年由卡爾-薩根(Carl Sagan)首次提出的，這種方法已成功地證實了土星衛星土衛六表面存在海洋。羅賓遜說：“海洋能夠像一面鏡子一樣反映來自恒星的光線，尤其是當恒星位於地平線時，這種現象同樣出現在其他的行星上。”

羅賓遜和同事們指出，從地球觀測者角度，當某顆行星運行至形成月牙形的軌道位置時，從海洋上反射的星光將使該海洋行星比非海洋行星明亮兩倍。同時，這種海洋反射星光效應與穿透雲層的光線有著顯著區別。通常情況下，發現係外行星存在水資源的方法是探測光譜，或者詳細測量該行星的大氣層，尋找兩個氧原子和1個氧原子的化學蹤跡。但是這種方法僅適合於存在水蒸汽的行星，而不適合於液體海洋行星。並且該方法的準確度不高。

美國賓州州立大學系外行星專家達倫-威廉斯(Darren Williams)說：“為了探測到效果清晰的行星光譜，必須要求較大的望遠鏡，但這種要求較高的望遠鏡仍需10-20年才能研製出來。”羅賓遜和同事們證實探測係外行星星光效應可由詹姆斯-韋伯太空望遠鏡來實現，該望遠鏡將於2014年發射。

為了探測新型太空望遠鏡是否能觀測到閃爍星光的行星，羅賓遜假設自己是一個外星人，從太空望遠鏡角度來觀測地球。他使用氣象衛星和美國宇航局EPOXI太空勘測任務建造了一個電腦模型，從而呈現從太空角度觀測地球所呈現的特徵，其中包括：氣候類型、季節性變化和能夠影響海浪高度的海洋風速。威廉斯說：“這個電腦模型能夠解釋從太陽系中其他太空飛船所觀測到真實的地球，因此該方法具有一定的有效可靠性。”

令人遺憾的是，即使是詹姆斯-韋伯太空望遠鏡也無法探測到係外行星非常清晰的圖像，無法確定係外行星是否處於月牙形狀態，很難直接觀測到行星的閃光。該望遠鏡僅能觀測到當行星環繞恒星運行時出現的或明或暗的斑點。羅賓遜說：“我們將盡可能地發現當係外行星光線昏暗時的閃光，這可能在照相機上僅是微小的光斑。”

羅賓遜和同事添加了地球模型的所有光線反射狀況，從而為探測係外行星閃爍星光現象提供幫助。同時，研究人員發現閃光現象還非常清晰地存在於接近紅外線的部分電磁光譜中，這種光譜在穿透行星大氣層時並不是四處漫射，新型太空望遠鏡能夠探測到該光譜的波長。羅賓遜稱，詹姆斯-韋伯太空望遠鏡能夠很好地適宜這項工作，相信未來我們能夠探測發現類似地球體積大小，保持地日距離和擁有海洋環境的係外行星，或許我們能夠在這樣的行星上發現生命存在的跡象。