可能是生命潛伏在其他行星上。但是卡在地球上，我們?cè)趺茨艽_定呢?一個(gè)很好的起點(diǎn)是尋找其他世界上已知為生命關(guān)鍵成分的化合物。

檢測(cè)這些所謂的生物簽名，即已知由活生物體產(chǎn)生的化合物，將有力地證明世界可能包含生命。但是，從如此遙遠(yuǎn)的世界中拾取化學(xué)物質(zhì)，并選擇合適的化合物來(lái)尋找，卻很復(fù)雜。

荷蘭萊頓大學(xué)(Leiden University)的伊格納斯·斯內(nèi)倫(Ignas Snellen)教授一直在精煉技術(shù)，將最大的地面望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)與高對(duì)比度成像相結(jié)合，可以揭示像行星這樣的微弱物體。望遠(yuǎn)鏡使用高精度光譜儀檢查從太空中探測(cè)到的不同波長(zhǎng)的光。

斯內(nèi)倫教授說(shuō)：“你想盡可能地濾除實(shí)際的星光，以使從系外行星獲得的任何信息可見(jiàn)。”

通過(guò)檢查穿過(guò)行星大氣層并到達(dá)地球的星光，可以推導(dǎo)出存在的氣體類型。

雖然望遠(yuǎn)鏡還不夠大，無(wú)法檢查地球大小行星的光譜，但科學(xué)家們正在將它們的方法用于較大的系外行星，即所謂的熱木星上，因?yàn)樗鼈兲珶岫鵁o(wú)法支撐我們所知的生命。這些是氣體巨系外行星，它們的軌道非常接近其母恒星。實(shí)際上，它們是如此緊密地相連，以至于它們像我們的月亮一樣被潮汐鎖定，系外行星繞其恒星的每個(gè)軌道僅旋轉(zhuǎn)一次。

由于此類行星的一側(cè)始終處于光亮狀態(tài)，而另一側(cè)始終處于黑暗狀態(tài)，因此光亮的一側(cè)變得如此炎熱，以至于大氣可以沸騰，從而產(chǎn)生了從行星上流下來(lái)的物質(zhì)風(fēng)，有點(diǎn)像彗星的尾巴。

在EXOPLANETBIO項(xiàng)目中，Snellen教授和他的團(tuán)隊(duì)首次使用高精度光譜儀通過(guò)地面望遠(yuǎn)鏡確認(rèn)了木星高溫大氣中的氦含量，這可以揭示這一過(guò)程進(jìn)行了多長(zhǎng)時(shí)間。

他說(shuō)：“對(duì)于這些炙手可熱的木星來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)突破。”“這些外層尾巴是已知的，但很難觀察到，因?yàn)榭吹剿鼈兊奈ㄒ环椒ㄊ峭ㄟ^(guò)使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡檢測(cè)氫，而氫是無(wú)法通過(guò)地球大氣層檢測(cè)到的。

“現(xiàn)在，有了更強(qiáng)的氦氣，我們可以用望遠(yuǎn)鏡從地面上很好地做到這一點(diǎn)。”

了解熾熱的木星是否會(huì)從其大氣中逸出以及可能需要多長(zhǎng)時(shí)間，可以解釋所有系外行星的大氣如何隨時(shí)間變化。

Snellen教授說(shuō)：“這類大氣逃逸過(guò)程現(xiàn)在不是很重要，但是在早期的太陽(yáng)系中卻很重要，因?yàn)樘?yáng)活躍得多。”

系外氣候

利用這些新技術(shù)，他的團(tuán)隊(duì)還能夠取得另一個(gè)首創(chuàng)，即檢測(cè)自旋速率(行星旋轉(zhuǎn)的速度)以及系外行星的軌道速度。

他說(shuō)：“熱木星的旋轉(zhuǎn)速度通常很低，因?yàn)樗鼈兺ǔ１怀毕i定。”

這可以揭示出系外行星的氣候和相關(guān)天氣的一些信息。

“當(dāng)行星快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，它會(huì)得到像木星這樣的波段。地球旋轉(zhuǎn)得較慢并且有一些波段，但是它仍然主要受低壓系統(tǒng)的控制?，F(xiàn)在，如果您有一個(gè)熱木星，它的旋轉(zhuǎn)甚至更慢，那么您就不會(huì)得到任何帶狀結(jié)構(gòu)。天氣系統(tǒng)將完全不同。”他說(shuō)。

當(dāng)來(lái)自較熱的永恒之日的能量轉(zhuǎn)向較涼爽的夜晚時(shí)，他已經(jīng)能夠觀察到這類行星大氣中的高風(fēng)。

Snellen教授有信心升級(jí)CRIRES(深冷高分辨率紅外Echelle光譜儀)儀器，該儀器將于明年在歐洲南方天文臺(tái)(ESO)超大型望遠(yuǎn)鏡上投入使用，它將使他們能夠在較冷的地方找到甲烷等化合物行星。如果在地球大小的行星中發(fā)現(xiàn)甲烷，它可能是生命中的組成部分。

“我認(rèn)為這是一個(gè)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。我們正在學(xué)習(xí)的方法，現(xiàn)在有一天我們可以將其應(yīng)用到類似地球的行星上。(ESO的)超大型望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該在2026年準(zhǔn)備就緒，并且我們可以開(kāi)始探索類地球的行星。”