天文学研究的一个主要目标是寻找地球以外可能适合维持生命的行星。许多科学家都认为,行星是否适合居住有很多因素,但其中一个重要因素是行星是否有大气层。
科学家们还发现了其他类似地球的岩石系外行星,但我们可以肯定地说它们都没有大气层。寻找这些行星将揭示这些大气层是如何形成和保留的,以便我们更好地预测哪些行星可能适合居住。
芝加哥大学博士进行的一项研究Jacob Bean教授团队的学生乔雪展示了一种确定遥远系外行星是否有大气层的新方法,并表明它比以前的方法更简单、更高效。
当这项新技术应用于更多行星时,有可能帮助我们更多地了解大气形成的模式。纸张是发表在天体物理学杂志通讯。
薛说:“当我们观察足够大的数据集时,就像我们今年使用詹姆斯·韦伯太空望远镜那样,我们希望找到趋势来帮助我们更多地了解大气层的形成以及行星适合居住的因素。”
寻找气氛
当科学家试图了解其他遥远行星上的情况时,他们想知道行星是否有大气层——一种使行星绝缘并调节其运行的气态层。。例如,在地球上,我们的大气层将太阳的热量重新分配到地球周围,使其成为适合生命生存的温和环境。
然而,科学家无法直接拍摄靠近恒星的岩石类地行星的图像。相反,他们必须拼凑不同的线索,例如当行星绕其运行时。
在这项研究中,科学家们使用了 Bean 和 Megan Mansfield(21 届博士,现就职于亚利桑那大学)于 2019 年合作提出的方法来寻找大气。该方法利用了系外行星在最热时测量的温度与计算出的理论上的温度之间的差异。
由于大气将热量分散到行星的整个表面区域,因此它们降低了行星最热一侧(直接面向恒星)的温度。科学家们假设,如果系外行星的实际温度不像理论上那么高,那么我们可以假设它有一个执行此功能的大气层。
然而,问题是我们缺乏足够精确的仪器来为这些温度提供足够准确的读数。詹姆斯·韦伯太空望远镜改变了这一现状,它提供了增强的红外线观察能力,使科学家能够通过测量行星发射的能量强度来记录行星的温度。
当系外行星经过太阳前方时,它们会遮挡恒星的一些光线,导致恒星测量到的亮度略有下降。当行星相对于我们的观察设备几乎出现在恒星后面时,我们可以捕捉到系统的最大亮度——也就是说,未被遮挡的恒星与行星发出的相对最小的光相结合。
当行星相对于我们的视野穿过恒星后方时,我们可以记录恒星自身发出的光。通过从恒星光与行星光相结合的测量值中减去光的测量值,就可以推导出行星本身的亮度(从而推导出温度)。
这样,薛得出结论,她应用新方法的第一颗行星GJ1132 b没有大气层?测量的该行星的温度与计算的最高温度太接近,无法暗示任何温度调节。行星的组成部分。 “因此它不是生命的合适候选者,”她说。
新方法并不是确定系外行星是否有大气层的唯一方法,但它是寻找有大气层的遥远行星的更简单、更可靠的方法。薛解释说,它不太容易受到影响。和其他技术相比的优点。
“另一种技术可以测量穿过地球的光的过滤情况,更具挑战性,因为它可能会被恒星上的活动和云的存在所混淆,”比恩说。
如果科学家能够了解行星上大气层的形成原因,在寻找能够维持生命的系外行星时就更容易排除不适宜居住的行星。
“这项研究令人兴奋,因为我终于有机会与,这是每个人梦想的主题薛说:“现在我很高兴看到接下来会发生什么。”
引文:Webb 允许研究人员使用新方法寻找遥远行星的大气层(2024 年 10 月 8 日),2024 年 10 月 9 日检索自 https://webbedxp.com/zh-CN/science/jamaal/news/2024-10-webb-method-atmospheres-distant -planets.html
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