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偏振测定技术可揭晓系外行星大气层神秘面纱

2012年02月22日09:08
来源:搜狐科学
这是系外行星仙女座d,目前科学家最新研究显示,通过偏振光探测技术或将揭晓系外行星大气层中的成份,或许能发现大气层的水份
这是系外行星仙女座d,目前科学家最新研究显示,通过偏振光探测技术或将揭晓系外行星大气层中的成份,或许能发现大气层的水份

  【搜狐科学消息】 据美国物理学组织网站报道,每当系外行星环绕主恒星运行,从我们的观测角度,系外行星凌日位于主恒星前方时,主恒星的光线将穿过这些行星的大气层射向我们的地球观测视角。系外行星大气层中的分子可以吸收一些恒星光线,所形成的光谱可使科学家能够确定其具体模型。

  美国加州大学圣塔克鲁兹分校天文学家斯隆-威克托罗威斯兹称,我们知道一些行星并不会出现凌日其主恒星,因此我们便无法了解掌握这些行星大气层的状况。现仅探测到不足10%拥有大气层的系外行星,这是因为行星要比主恒星光线暗淡至少上千倍。

  而不是以地球视角观看恒星光线穿过系外行星大气层,斯隆和同事现着眼于寻找系外行星大气层散射的光线。这种策略同样适用于凌日和非凌日行星,她解释称,通过观测寻找系外行星大气层散射光线,这将有助于我们重新审视一些之前未作研究的系外行星。

  为了更好地理解这一策略,我们可以认为所有光波像电场出现上下左右起伏,或者以任何方向波动的涟漪,这种性质被称为偏振。当恒星光线散射在行星的大气层上,从一定程度上将出现偏振变化,使其与恒星直线光线和恒星反射光线具有显著差异。分析这种偏振光线的技术叫做偏振测定,不仅能够详细探测到系外行星的大气层,而且还能分析大气层的组成和不同分层的结构。

  首位提议对系外行星进行偏振测定研究的美国麻省理工学院天体物理学家莎拉-西格尔说:“偏振测定为光度测定(以不同色彩测量行星的亮度)提供了额外信息,这是因为额外的信息编码在偏振散射光线之中。偏振测定所提供的信息可以告诉我们系外行星是否存在大气云层或者阴霾,以及云层或者阴霾的性质。”

  莎拉解释,一个具有权威性的例子就是金星大气云层,在非常早期的行星大气层研究中,人们认为金星可能潜在含有水份云层。虽然关于金星的光度测定不能独特确定其云层中的水滴,但是上世纪70年代初期地面上进行的几次关于金星的偏振测定研究发现金星大气层中存在着硫酸液滴。之后发射至金星的航天器也证实了这一结果。她指出,通过偏振测定,将揭晓系外行星大气层中的成份,是否存在水份,这将为未来探索发现系外行星生命提供重要线索。

  目前最新款偏振测定仪器是POLISH2,它拥有两个振动玻璃柱,通过同步探测到偏振光线的关键信息。2月11日斯隆和研究同事在美国德克萨斯州召开的美国天文学会年会上详细说明了这项研究报告。(卡麦拉)

(责任编辑:罗园)
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