高科技仪器可以发现系外行星云顶上的高科水

沃里克大学的系外行星天文学家们已经表明，通过凝视它们不可穿透的云顶云层的顶部，可以潜在地在系外行星的上的水大气层中检测到水蒸气。

通过将该技术应用于基于已知有云的高科系外行星的模型，该团队原则上证明了高分辨率光谱学可用于检查以前系因太浓的技仪云而致使难以表征的系外大气通过。

他们的发现技术在《皇家天文学会月报》的一篇论文中进行了描述，并提供了另一种方法来检测系外行星大气中水蒸气的系外行星存在以及将来可能用于评估潜在信号的其他化学物质。生活。云顶该研究获得了英国研究与创新机构(UKRI)所属的上的水科学技术设施委员会(STFC)的资助。

天文学家使用来自行星宿主恒星的高科光来了解其大气层的组成。当行星经过恒星前方时，技仪他们观察恒星光掠过高层大气并改变其光谱的发现过程。然后，他们可以分析该光谱以查看具有特定化学物质光谱特征的波长。这些化学物质，例如水蒸气，甲烷和氨，仅以微量存在于这些富含氢和氦的行星上。

但是，浓密的云层会阻止光线穿过大气层，从而使天文学家的光谱变得毫无特征。高分辨率光谱学是一种相对较新的技术，正在地面天文台中用于更详细地观察系外行星，沃里克大学的研究人员希望探索该技术是否可以用于检测上方薄薄的大气层中存在的痕量化学物质那些云。

虽然天文学家已经能够描绘出许多较大且更热的系外行星的大气，这些系外行星的轨道被称为“热木星”，但如今却发现了较小的系外行星的温度较低(低于700°C)。海王星大小或更小，其中许多行星都显示出厚得多的云。

他们对两个先前已知的“暖海王星”进行了建模，并模拟了高分辨率光谱仪将如何探测到来自其恒星的光。GJ3470b是一个多云的行星，以前天文学家已经能够表征，而GJ436b由于云层更厚而很难表征。两种模拟都表明，在高分辨率下，您只需用地面望远镜观察几天，即可轻松检测出水蒸气，氨和甲烷等化学物质。

该技术的工作方式不同于最近用于在金星上检测磷化氢的方法，但有可能被用于在太阳系之外的行星云中搜索任何类型的分子，包括磷化氢。

华威大学物理系的主要作者Siddharth Gandhi博士说：“我们一直在研究地基高分辨率光谱能否帮助我们限制云层中的海拔高度，并限制化学丰度，尽管这些云，我们所看到的是，许多这样的行星上都有水汽，我们也开始看到其他化学物质，但是云使我们无法清楚地看到这些分子。检测这些物种和高分辨率光谱是这样做的潜在方式，即使在多云的氛围。化学元素丰度可以告诉你了很多有关如何在这个星球可能已经形成，因为它留下它的化学大气中分子上的指纹。因为它们是气体巨人，所以当气体与更深层混合时，检测到大气顶部的分子也为内部结构提供了一个窗口。”

系外行星的大多数观测是使用诸如哈勃或斯皮策等天基望远镜完成的，它们的分辨率太低，无法从云层上方检测到足够的信号。高分辨率光谱法的优势在于它能够探测更大范围的海拔。

甘地博士补充说：“相当多的较凉爽的行星太阴暗了，以至于现代一代的太空望远镜都没有受到任何有意义的约束。大概随着我们发现越来越多的行星，将会有更多的阴天行星，所以它变得越来越基于地面的高分辨率光谱学以及下一代太空望远镜将能够检测出多云星球上的这些痕量物种，为未来的生物特征提供令人兴奋的潜力。”

沃里克大学物理系的合著者Matteo Brogi博士说：“尽管在我们的银河系中，最常见的行星的大小介于地球和海王星之间，但我们的太阳系却没有任何一个。确定这些系外行星的性质使我们能够更好地将太阳系置于环境中，这使我们离揭开起源的奥秘更近了一步。”

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