科學家是怎樣知道日外行星上的大氣由何組成的?松知味2017-12-23 18:54:53

當行星從恆星前面經過的時候,叫做凌星,當行星執行到恆星背後的時候叫做次食,觀測次食,能讓我們得知很多行星的訊息,尤其是它的大氣成分。

研究它們的大氣成分,需要使用光譜儀,在大型望遠鏡上帶有光譜儀,可以觀測遙遠天體發出的光譜。光波是由原子內部運動的電子產生的,各種物質的原子內部電子的運動情況不同,所以它們發射的光波也不同。研究不同物質發光和吸收光的情況,有重要的理論和實際意義,已成為一門專門的學科——光譜學。

科學家是怎樣知道日外行星上的大氣由何組成的?

行星不發光,但是它可以反射恆星的光,具體反射什麼樣的光,取決於這顆行星的大氣,大氣中的特定分子會在特定的波長上吸收反射光,留下某些化學元素的資訊,當它走到恆星背後的時候,反射光突然消失,在這個明確的時間,那些特有的反射光不見了,透過在不同波段的觀察,再與恆星的光比較,就可以知道這顆行星的大氣層包含哪一些化學元素。

科學家是怎樣知道日外行星上的大氣由何組成的?

對於那些軌道與我們的視線垂直的恆星系來說,行星不會發生凌星現象,要研究它們的大氣就需要強大的望遠鏡,2014年底,藉助歐洲的甚大望遠鏡,研究了牧夫座τb這顆不會發生凌星現象的行星大氣,首先看到了這顆行星的光,當然這是反射的恆星光芒,當這些光芒來到地球的時候,只要區分出來它的特性不是地球大氣造成的,就可以判斷出這些特性是行星的,於是就得到了行星大氣的訊號,進一步判斷出這顆行星的大氣特徵。

科學家是怎樣知道日外行星上的大氣由何組成的?

現在,已經在日外行星上發現鈉元素,還從GJ1214b上發現了水和氫氣。行星上存在著什麼元素,直接跟是否能找到生命有關,還可以告訴我們那裡是否適合我們居住。

一般來說,溫度在一兩千度的行星上,大氣層中的絕大多數碳會跟氧結合成為一氧化碳,真正值得研究的是那些溫度低於一千度的行星,這裡的碳會跟氧結合形成甲烷,甲烷是生命存在的訊號。另外,三個氧原子組成的臭氧也是生命存在的重要訊號。