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科學家提出新的氧氣檢測方法

2020-01-07 15:13:48  來源:cnBeta.COM

據外媒報道,當天文學家在宇宙中尋找外星生命跡象時,他們可能正在尋找一些東西。水蒸氣,甲烷和氨基酸都是他們不斷尋找的生命和潛在宜居星球的關鍵線索,氧氣也是如此。如今,科學家們提出了一種新方法,可以在遙遠的世界大氣層中快速識別這一關鍵元素,并計劃將該技術應用于將于明年發射的NASA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的觀測。

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與太陽系中的行星不同,科學家無法通過直接觀察其他恒星周圍的系外行星來研究它們。這是因為從母恒星發出的致盲光使他們很難看到任何細節,導致天文學家改用了稱為透射光譜的技術。這意味著要研究行星在恒星前方通過時的大氣,而不是其本身。當這種情況發生時,星光穿過大氣層,使科學家能夠觀察到哪些波長的光通過,哪些不通過,從而可以測量其溫度和化學成分等。

強大的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡憑借其空前的集光能力,已經準備好掃描這種大氣光以尋找關鍵分子和原子的特征。但是,這項由NASA的科學家與加州大學河濱分校的研究人員共同開發的新技術,有望為其增加一種強大的新技能。

NASA戈達德太空飛行中心的Thomas Fauchez表示:“在我們開展工作之前,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡無法檢測到與地球上相似水平的氧氣。這種氧氣信號自20世紀80年代初以來就已從地球的大氣研究中得知,但從未進行過系外行星研究的研究。”

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該團隊的技術利用了氧分子相互碰撞時的行為知識。發生這些碰撞時,它們會阻止某些類型的紅外光通過。通過計算機建模,科學家計算出在M型紅矮星周圍的系外行星中,這些碰撞將阻擋多少光,M型紅矮星是整個宇宙中最常見的類型。

科學家說,這種大氣化學模型提供了一個標志,可以迅速揭示系外行星周圍富含氧的大氣層的存在。

盡管這項技術可能有助于引導科學家以某種形式發現存在于系外行星的生命,但大氣中氧氣的檢測并不能提供任何保證。Fauchez說道:“重要的是要知道‘死亡’行星是否以及有多少會產生大氣中的氧氣,這樣我們才能更好地識別出行星何時還‘活著’。”

科學家將把他們的新的氧氣識別技術應用于計劃于2021年3月發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。

這項研究發表在《自然天文學》雜志上。

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