天文学家现已成功地记录了穿过地球大气层的阳光,其办法相似于对悠远系外行星的研讨。在月食的特别时间,11.8米大型双筒望远镜以共同的细节观测到了被地球大气层过滤并被月球反射的光线。除了氧和水,天文学家还初次用这种办法,在地球大气中勘探到了钠、钙和钾的原子谱线。当一颗系外行星经过它的主恒星前面时,天文学家既能记录到行星阻挠的星光变暗,也能记录到穿过行星大气层的星光。
尽管这仅仅一个很小的信号,但它包含了这颗行星的化学和物理特征印记,并为丈量这颗行星的大气成分供给了首要或许性。在天体物理学中,这项技能被称为透射光谱学,是一项相对年青的技能,自从许多系外行星凌日被从太空勘探到以来,这项技能蓬勃发展。研讨的首要作者、波茨坦莱布尼兹天体物理研讨所(AIP)的克劳斯·斯特拉斯迈尔(Klaus Strassmeier)说:
尽管到目前为止,只适用于超大木星,即接近其主星的超大类木星行星。但天文学家最感兴趣的是类地行星,以及是否能在地外行星透射光谱中检测到更杂乱的分子特征,乃至或许暗示有生命存在。尽管还不能进行任何相似地球的系外行星凌日,但从月球上看到的全食,仅仅是咱们自己地球的凌日,并且是直接能够观察到的。太阳光在抵达月球之前穿过地球大气层,然后反射回地球,称为地光。
地球大气层含有许多生物活动的副产品,如氧气和臭氧,以及与水蒸气、甲烷和二氧化碳等有关的气体。这些生物分子在光学和近红外波长呈现出吸引人的窄分子带,可用于在其他行星的大气中进行勘探。以地球作为宜居行星的原型,地球光观测供给了验证生物来源和相关化学元素存在的或许性,运用技能与观测具有超级木星地点恒星所运用的技能相同。
因而,关于未来运用新一代超大型望远镜进行地外勘探来说,地光是一个抱负的测验事例。例如2019年1月呈现了月全食。月球在整一个完好的过程中变暗了2万倍,这便是为什么需求亚利桑那州11.8米大型双筒望远镜(LBT)的聚光才能来进行观测的原因。此外,波茨坦Echelle偏振和光谱仪器的高光谱分辨率,关于以史无前例的光谱分辨率将地球大气预期细小谱线吸收与正常太阳光谱区别开来是必要的。
LBT天文台主任克里斯蒂安·韦莱(Christian Veillet)说:光谱仪器现已经过观测太阳系外行星在太阳前面的凌日,对系外行星的研讨做出了重大贡献。因为月全食很合适LBT在亚利桑那州的方位,将地球视为系外行星,并在光谱仪的精密分辨率上增加了偏振丈量,故而在地球大气中检测到钠、钙和钾。
博科园|研讨/来自:波布坦莱布尼兹天体物理研讨所
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