康奈爾大學(xué)的一位高層提出了一種辨別在其他宇宙鄰里游蕩的系外行星生活的方法:光譜場指南。
Zifan Lin '20為兩個可能存在生命的系外行星開發(fā)了高分辨率光譜模型和場景:Proxima b,在我們最近的鄰居Proxima Centauri的可居住區(qū)域;和Trappist-1e,這是Trappist-1系統(tǒng)中三種可能的類似地球的系外行星候選者之一。
該論文與天文學(xué)副教授兼康奈爾大學(xué)卡爾·薩根研究所所長麗莎·卡爾滕格格(Lisa Kaltenegger)合著,于11月18日發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上。
林說:“為了調(diào)查其他世界上是否有生命跡象,了解行星光指紋中顯示的生命跡象非常重要。”“系外行星上的生命可以在其大氣層中產(chǎn)生一種獨特的分子組合,而這些分子在此類行星的光譜中成為明顯的信號。
他說:“在不久的將來,我們將通過新的,先進的地面望遠鏡看到這些世界的大氣,這將使我們能夠探索系外行星的氣候并可能發(fā)現(xiàn)其生物區(qū)系。”
林說,在尋找可居住的世界時,“ M矮星”的恒星吸引了天文學(xué)家的眼球,因為當?shù)氐挠钪娉錆M了這些太陽,這些太陽構(gòu)成了附近宇宙的75%。
在整個銀河系(我們的家星系)中,天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了4,000多顆系外行星,其中一些位于他們自己太陽的宜居區(qū)域,該區(qū)域提供了適合生活的條件。
為了探索這些地方的大氣,科學(xué)家們需要大型的下一代望遠鏡,例如目前正在智利北部阿塔卡馬沙漠中建造的超大型望遠鏡(ELT)。它有望在2025年投入使用??茖W(xué)家可以將龐然大物的目鏡對準Proxima b和Trappist-1e,該目鏡具有完美的主鏡,約為足球場大小的一半。未來的望遠鏡的聚光能力將是哈勃太空望遠鏡的250倍以上。
Lin和Kaltenegger說,如果這些行星像我們自己的淡藍色圓點,那么ELT的高分辨率光譜儀可以分辨出Proxima b和Trappist-1e的水,甲烷和氧氣。
Proxima b距離地球大約4光年,可以用新的地面望遠鏡分辨,使天文學(xué)家在觀察這個近距離世界時具有優(yōu)勢。
卡爾滕格格說:“假設(shè)這些世界可能像一個年輕的或現(xiàn)代的地球,大氣層相似或受到侵蝕。”“ Zifan已經(jīng)為這些世界建立了光指紋數(shù)據(jù)庫,該指南可讓觀察者學(xué)習(xí)如何尋找生命跡象(如果有的話)。
Kaltenegger說:“我們正在提供一個模板,說明如何在這些世界上找到生命(如果存在的話)。”