当一颗遥远恒星的光芒穿过围绕着它的行星的大气时,这些光线将能够揭示行星大气的构成线索。(图片提供:NASA/ESA/G. Bacon)
天文学家首次在一颗太阳系外行星的大气中发现了有机分子甲烷,并且证实了较早前观测到的水蒸气的存在。然而,这些发现并不能说明在其他行星上可能存在着生命,但是它们能够为研究太阳系外行星的进化提供更多的证据。
15年来,天文学家一共发现有277颗行星围绕着除太阳以外的其他恒星运转。科学家主要依赖了两项技术,他们将其戏称为“摇摆”和“浸染”,即通过观测这些遥远的行星对母星的运行和亮度产生的影响来推断前者的质量和位置。而当一颗太阳系外行星运行至母星与地球中间时,天文学家便能够获得更多的信息——母星光谱的变化将能够揭示行星大气中的化学成分。
天文学家利用这一技术,在2007年5月操纵美国宇航局(NASA)的哈勃空间望远镜对HD 189733b——一颗紧密围绕距离地球63光年的明亮母星运转的行星,其大小与木星相仿——进行了40分钟的观测,发现行星的大气中存在着甲烷。这次观测同时印证了斯皮策空间望远镜于去年得到的新发现——当时,这架望远镜在HD 189733b的大气中发现了水蒸气。研究人员在3月20日出版的英国《自然》杂志上报告了这些研究成果。
然而现在还不要急着在这颗行星上寻找外星人的足迹。在3月19日与记者召开的一次远程电信会议上,论文作者之一、美国加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的Mark Swain强调,HD 189733b太热了——大气平均温度约1000摄氏度,没有生命能够在这种环境下生存。但是他指出,甲烷的存在引出了一个有趣的问题,即高温应该导致行星大气中所有的碳都以一氧化碳的形式存在,而非甲烷。Swain推测,这意味着有一种当前未知的化学过程在起作用。
尽管寻找外星人没有指望,但专家们依然感到很兴奋。马萨诸塞州剑桥市哈佛—史密森天体物理学中心的天体物理学家David Charbonneau表示,这项工作表明“我们能够研究围绕其他恒星运行的行星的大气构成”,然而迄今为止,人们所做的只是确定它们的位置。Charbonneau是当前使用的探测技术的先驱,他说,或许在几年之内,科学家能够利用类似的技术发现大量与地球类似的太阳系外行星。加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的天体物理学家Jonathan Fortney则指出,这项观测将使得科学家有望搞清是否所有的巨行星基本上都是“木星和土星的加热版”,以及是否有一些行星是沿着不同的途径进化的。他说:“我们将开始把巨行星作为天体物理学的一类目标进行研究。”(来源:科学时报 群芳)
(《自然》(
Nature),452, 329-331 (20 March 2008),Mark R. Swain, Giovanna Tinetti)