研究人员提出了一种研究系外行星表面的方法

作者:韶擞

<p>开普勒-10b是一个被烧焦的世界,它的距离比水星离我们自己太阳的距离要近20倍</p><p>白天温度被认为超过2500华氏度,比地球上的熔岩流温度更高图片来源:美国国家航空航天局/开普勒任务/达纳贝瑞研究人员的目标是分析电磁波谱红外部分的系外行星,以便更好地了解系外行星的表面成分,并帮助确定地球行星在我们银河系中的流行程度</p><p>通过过境调查发现了世界,例如开普勒任务对于那些熟悉去年金星过境的人来说,系外行星过境是同一个想法 - 一颗系外行星穿过它的母星的表面,正如地球观察者所认为的那样</p><p>星光过境的星球块和主星发出的全部星光,天文学家可以确定过境行星的半径暗示存在具有岩石表面的系外行星,使它们类似于我们自己的“陆地”行星水星,金星,地球和火星然而,许多被认为具有岩石表面的系外行星似乎没有任何显着的大气层</p><p>这样的系外行星是Corot-7b的轨道非常接近它的母星Exoplanet 55 Cancri e,估计大约是地球半径的两倍,大约是地球质量的八倍,也可能是一个岩石行星,甚至可能是由钻石制成的第一个岩石系外行星发现的开普勒任务是开普勒-10b,大约是地球质量的四倍半开普勒任务后来发现了许多“超级地球”型系外行星,这些系外行星的质量大于地球,但质量比海王星之类的行星要少一些</p><p>对于他们的高质量,超地球系外行星可能是岩石或具有非常浓厚的气体大气如海王星为了更好地了解地球上的组成来自麻省理工学院和加州理工学院的研究人员提出了一种方法,通过研究电磁波谱红外部分的系外行星,从各种表面材料中识别出独特的化学特征</p><p>更好地了解系外行星表面成分将有助于研究人员确定地球行星的流行程度</p><p>我们的银河系“寻找类似地球的行星是许多天文学家和更广泛的科学界共同努力的关键之一,”麻省理工学院的主要作者Renyu Hu说道,而最终目标将帮助研究人员寻找类似地球的系外行星,研究人员方法目前针对“无空气”的岩石世界通过在我们的太阳系中使用类似物体,特别是我们的月球,火星和水星,该团队可能能够将太阳系中探测到的矿物与岩石系外行星的特征进行比较</p><p>分析电磁波谱红外部分的系外行星,以确定表面成分系外行星的理想系外行星使用团队的方法进行研究是那些通过现有技术进行研究的系外行星然而,该团队警告说,确定系外行星的表面成分与研究太阳系的对应物是一个非常不同的过程由于技术的局限性,该团队建议专注于从系外行星探测到的最突出的矿物特征美国宇航局的开普勒任务证实发现了它的第一个岩石行星,名为Kepler-10b,测量地球大小的14倍,它是我们太阳系外发现的最小行星</p><p>发现这种所谓的系外行星是基于航天器从2009年5月至2010年1月初收集的超过8个月的数据</p><p>该视频由美国宇航局喷气推进实验室的开普勒副科学团队负责人纳塔莉·巴塔利马克·斯温讲述,他不是研究小组说,“我们最有可能通过大气层发现生命迹象覆盖物“通过将他们的方法集中在表面温度低于2,000 K的”无气“岩石系外行星上,该团队可以分析不同材料的独特化学特征</p><p>开普勒任务检测到的几颗系外行星(Kepler-22b,Kepler-20f和Kepler-11b)实际上可能有硅酸盐(岩石)表面,使其成为团队方法的理想候选者该团队表示,开普勒探测到的大量系外行星距离它们的主星具有岩石表面的正确距离 “我们建议通过天文观测确定系外行星是否具有岩石表面,通过硅酸盐岩的独特热辐射特征,”胡说:“通过光谱学,人们可以”看到'岩石,或更确切地说是行星风化层“不同的表面矿物提供不同波长的独特信号例如,在可见光和近红外线中,辉石,橄榄石和赤铁矿等矿物提供强烈的化学特征矿物质如赤铁矿在可见光和紫外波长中具有突出的信号此外,用水形成的材料提供信号近红外“通过观察反射可以区分的几种类型的表面是超镁铁质表面(表明地球上活跃的火山活动),粘土表面(指示过去或现存的液态水)和水冰,”胡说“理解岩石系外行星的表面成分是获取居住环境和平台的关键步骤之一地球上自然资源的可利用性“阅读岩石利用红外分析技术,太阳系中岩石物体的表面成分已经详细研究了我们的月球,黑暗月球区域的玄武性质,通常被称为”母马, “表明它们是由火山爆发形成的相反,月球高地是明亮的,它们的成分表明从岩浆海洋形成的火星具有强烈的铁质特征,结合其红色,有助于确定火星表面的主要成分是一种称为赤铁矿的矿物火星上的附加表面特征也表明存在诸如辉石和橄榄石之类的矿物</p><p>汞的观测表明与月球高地有相似之处,但最近由于更精确的表面成分,MESSENGER航天器在轨道上运行的水星对这种观点提出了挑战</p><p>读数主序星的光谱类型之间的关系(代表d有效温度)和岩石行星保持未熔化的最内轨道距离红点是开普勒发布的行星候选者截至2011年4月(Borucki等2011)从左到右,黑色标记对应于已经或可能的行星有岩石表面:55 Cnc e,Kepler-10 b,Corot-7 b,Kepler-18 b,Kepler-20 e,Kepler-11 b,Kepler-20 f,Mercury,Kepler-22 b和Earth Image Credit:Hu该团队断言,系外行星的岩石表面具有独特的化学特征,以及火山表面和地表水冰如果系外行星具有稀薄的大气层,它可能会引入额外的特征,特别是如果所述大气中含有水蒸气,二氧化碳,甲烷或氨该团队还强调,如果不事先了解行星的大气层,就很难确定精确的表面成分“一旦你增加了一个大气层,解开信号就会变得更加有效”,Swain指出“排除现有的是什么 - 在地球大气层存在分子特征的情况下检测这些矿物学特征将是一项挑战未来更多的论文很可能会探索如何分离大气和表面信号“”解决这个问题的关键是波长范围广和敏感测量,“Swain补充说”团队确实很好地专注于这个“与大气对确定表面成分的影响相反,空间风化可能会改变无气星球上的表面化学性质宇宙射线不断轰击表面,太阳风和微陨石可以使表面变暗和变红虽然目前基于太空的天文台没有必要的仪器来识别系外行星表面,但是即将出现的詹姆斯韦伯太空望远镜等太空望远镜被认为具有探测行星上岩石表面的能力</p><p>绕太阳一样的恒星最终,可能需要对系外行星进行直接成像以阻止精确的表面成分确定系外行星的表面成分将更好地了解其地质历史及其生存的可能性“在更遥远的未来,可以通过观察恒星来研究系外行星上岩石表面的详细构成行星表面反射的光线,“胡总结说”要做到这一点,岩石系外行星需要直接成像,这需要具有强大功率的太空望远镜“相关研究:资料来源:Ray Sanders,天体生物学杂志图片:....