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月亮作鏡面研究地球尋找宜居行星
天文學家利用去年一次月全食的機會﹐透過哈伯望遠鏡成功捕捉到地球大氣層含有臭氧的光譜特徵。這項實驗驗證了理論的可行性﹐科學家計畫將來用更敏感的望遠鏡﹐通過這種方法分析遙遠地外行星的宜居性。
哈伯望遠鏡並不是直接觀測地球大氣層。在美國國家航空暨太空總署(NASA)的示意圖上可以看到﹐月全食的時候﹐太陽﹑地球﹑月球依次從左到右排成一條直線﹐哈伯望遠鏡位於月球和地球之間。被地球大氣層過濾的陽光照射在月球上﹐哈伯望遠鏡接收經過月球反射的這部分光線﹐進行分析。
科學家認為﹐望遠鏡在這樣的條件下接收到的光線﹐類似系外行星凌日時刻﹐其主星透過系外行星大氣層射向地球的光線。如果那樣的光線具有類似這次實驗記錄的光譜特徵﹐科學家認為這可以作為判斷系外行星宜居性的方法。
這次實驗記錄並分析了可以說明地球大氣層存在臭氧的光譜特徵。臭氧是大氣中的氧氣被紫外線照射後形成的產物﹐它們在地球上空形成一個保護層﹐降低紫外線對地面的輻射。光合作用通過來自恆星的光芒﹐與行星上最可能富含的像水﹑二氧化碳這樣的成分發生互動﹐可能是任何一顆行星上都會發生的﹑最有效的代謝機制。宜居的行星應該都會具有這些元素。因此﹐在對系外行星的探索中﹐科學家認為存在臭氧是宜居性的關鍵因素之一。當然﹐這不足以作為判斷的唯一條件﹐還要考慮很多其他因素﹐才能判定一顆行星的宜居性。
當行星從它們的主星前面經過﹐望遠鏡接收到的光譜﹐就是主星的光線被這顆行星的大氣過濾後的結果。根據這顆行星大氣成分的不同﹐特定顏色的光線將被阻擋。
現在科學家已經在用哈伯望遠鏡分析一些系外行星的大氣成分﹐但是它們多數是體積有地球好幾倍大的超級大行星。像地球這樣較小的行星﹐大氣層也相對薄一些﹐NASA形容說「就像蘋果皮」一樣。所以要探查類地行星的大氣特徵會困難很多。
因此﹐科學家在等待比哈伯更大的望遠鏡來蒐集這些數據﹐而且需要連續觀測幾十個小時﹐才能累積足夠的特徵資訊﹐進行這個領域的探索。
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