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詹姆斯·韦伯太空望远镜:向“其他地球”的巨大飞跃?

天文学与空间 2022-10-01 00:01:19

詹姆斯·韦伯望远镜的任务之一是寻找可能在太阳系外维持生命的条件

地球只有一个

据我们所知

但是在我们自己的太阳系之外,其他恒星给行星带来温暖和光,可能还有生命

很快,美国宇航局的新詹姆斯·韦伯望远镜将更好地观察这些所谓的系外行星,该望远镜将于本月发射,成为轨道上最大、最强大的天文台

它的主要任务之一是寻找能够在太阳系之外维持生命的条件,科学家们直到最近才能够在太阳系之外寻找生命

观察到的第一颗系外行星——51颗Pegasi b——是在1995年发现的,从那以后,人们注意到了近5000颗其他行星,从类似于我们太阳系的木星或海王星的气态巨行星到像地球这样的岩石行星

有些距离他们的太阳有一段可居住的距离,在一个被奇特地命名为金发区的范围内

但是除了离它们环绕的恒星既不太近也不太远之外,人们对这些行星或它们是由什么组成的知之甚少

它们距离太远,无法被直接观察到,而岩石行星更容易受到影响,能够维持我们所知的生命,它们往往更小,更难观察到

到目前为止,天文学家已经在它们经过它们所环绕的恒星前方时探测到了它们,捕捉到了光度的微小变化

这使得它们能够确定自己的大小和密度,但剩下的部分——它们的大气成分,它们表面发生的事情——还有待发现

中红外仪器将使用照相机和光谱仪来观察人眼不可见的中红外光

看看它们的内脏 天体物理学家希望韦伯望远镜将有助于填补这些空白

它配备了一种被称为中红外仪器(MIRI)的新技术,将使用一台照相机和一台摄谱仪来观察电磁波谱中红外区域的光,人眼是看不见的

“它将彻底改变我们对行星大气层的看法

我们要去看看它们的内脏!法国航天局的皮埃尔-奥利弗·拉格说,他曾与一个美国和欧洲团队在MIRI工作

欧洲航天局的韦伯项目科学家皮埃尔·费鲁特解释说,当光线通过行星大气中的各种物质时,MIRI将能够读取它们的红外信号

费鲁特告诉法新社,通过这种方式,科学家应该能够分辨出它们是否含有水蒸气、一氧化碳和甲烷等分子

这三种物质存在于地球的大气层中,可能是行星表面生物活动的信号

费鲁伊说:“想想20年前我们几乎不知道系外行星,现在我们即将发现它们的大气层是由什么组成的——这是巨大的。”

trappest-1 雷内·多扬是蒙特利尔系外行星研究所的负责人,也是韦伯的另一个仪器——近红外成像仪和无狭缝摄谱仪的主要科学家

科学家应该能够分辨出系外行星的大气中是否含有水蒸气、一氧化碳和甲烷等分子

“我的梦想是在一个有水分子的宜居带的岩石行星周围找到一个大气层,”多扬告诉法新社,他描述了三个条件,这些条件将使我们所知的地球上的生命成为可能

但是也有陷阱:例如在金星上,科学家最近认为他们发现了磷化氢,与地球上的生物活动有关

然而,随后的研究表明没有这种气体的痕迹

多扬说,寻找生物分子的起源可能“超出了韦伯望远镜的能力”

“那是以后的事了,”费鲁伊确认道

“现在我们正在寻找对生命有利的条件,比如液态水的存在

" 这些线索将缩小未来任务的重点,这些任务旨在发现“地球是否是独一无二的”

韦伯已经着手探测距离地球约40光年的行星系统trapist-1周围的一个系统,该系统是由比利时科学家发现的,他们以著名的啤酒酿造僧侣的名字命名

它有七颗行星,其中三颗在金发区,围绕一颗矮星运行,这颗矮星不太亮的光会更容易探测到大气的成分

多扬说,其他用于直接观察的仪器将允许韦伯检查“热木星”或“迷你海王星”的大气

他说,他预计会发现新类别的系外行星,同时会有很多惊喜

“惊喜是系外行星发现的组成部分,”他说

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