系外行星大气层里都有啥？科学家用什么方法来探测它？

“从一开始，我们就知道这颗行星将成为一颗宇宙宝石。”西班牙加泰罗尼亚空间研究所的天体物理学家胡安·卡洛斯·莫拉莱斯在描述一颗系外行星时这样说。

“它围绕附近一颗明亮的恒星运行，将从地球方向的视野前方经过。”更多信息。它将作为我们进一步了解系外行星大气层结构和演化的阶梯。”我们探测系外行星大气层的目标之一。这得益于三个重要的优势：

1. 离地球很近：距离只有26光年，是宇宙中距离地球最近的系外行星之一；

2. 会出现凌日现象：即运行在主星和地球之间，为科学家们提供了通过光谱分析大气成分的可能；

3. 温度适宜：适宜的温度也是分析大气成分的重要检测条件。?科学家们是如何发现它的三大优势的？

   系外行星数据探测

   迄今为止，科学家们已经在宇宙中发现了4000多颗系外行星，这些系外行星中距离我们最近的一颗大约有4.22光年，最远的是晚上在几千光年甚至几万光年之外。即使是最近的这些也远远超出了我们直接观察的范围，更不用说近距离探测了。因此，如何在不直接观测的情况下了解这些系外行星的一些重要信息，就成了一个难题。

   即便如此，我们还是可以通过一些间接的方法了解它们的质量、半径、公转周期等数据，我们之前也介绍过。比如Gliese486B，科学家检测到它的直径大约是地球的1.3倍，质量是地球的2.8倍，也就是说它的密度比地球大，应该富含金属元素。

   并且根据它的凌日频率，可以推算出它的公转周期和它与主星的距离。科学家们指出：它的公转周期很短，只有1.5天，说明它离主星很近。

   同时，我们还可以探测到它的宿主星的一些信息。观测表明，Gliese486是一颗红矮星，是宇宙中最小的恒星类型，比太阳更小也更冷。通过恒星的温度和亮度以及Gliese486B的轨道，科学家们还可以推断出行星表面的大致温度范围。

   优越的温度

   科学家推测Gliese486B的表面温度约为430°C。无论是它的炎热气候、体积还是质量，它都与太阳系中最热的行星金星相似。我们也可以戏称它为超级维纳斯。在这个温度下，它的表面会非常恐怖，熔岩会像河流一样四处流淌，就像地狱一样。

   对于想要生存的生命来说，这里确实是地狱。但对于地球上的科学家来说，它具有重要的研究价值。这个温度恰好是科学家探测其大气成分的最佳范围，因此成为科学家重点研究的对象。

   特里福诺夫向我们解释道：“如果它的温度比现在低100°C，就会给下一次观测带来困难；反之，如果比现在高100°C，它的表面就会会充满熔岩，气化的岩石也会充满大气层，它不会告诉我们它原来的大气层。在一个完美的尺度下，这将大大有利于我们观察它的大气层。

   系外行星大气

   So，科学家们究竟是如何研究它的大气层的呢？

   当一颗行星凌日，也就是它运行在宿主恒星和地球之间时，恒星的光线会穿过它的大气层，然后射向地球，这科学家们观察到，如果它的大气层中有一些特定的化学元素，那么主星的光在穿过它的大气层时就会被特定波长的光吸收，其余的会正常通过，然后进入人类的望远镜。

   那么，科学家们就来分析一下这个s光谱以查看缺少哪些波长，然后他们可以推断出大气中包含哪些元素。

   说起来容易，但很难察觉。首先，这需要行星必须有凌星现象，否则我们没有机会探测到光谱。Gliese486B不仅满足这个条件，而且公转周期仅为1.5天，因此科学家们每1.5天就有一次观察光谱的机会。同时，通过叠加多次观测的结果，可以加强光谱信号，让科学家更容易分析。

   其次，目标天体需要离我们近一些，而且要近一点，这也是众所周知的。这也让我们能够获得更好的观测结果。

   接下来就是刚刚提到的温度，Gliese486B拥有近乎完美的表面温度，使其处于最佳观测状态。综合这些因素，Gliese486B确实是研究系外行星大气层的绝佳天体。

   未来的研究

   不过还有一个问题：如果它没有大气怎么办？

   我们知道并不是所有的行星都有大气层。尤其是离主星太近的行星，它们所受的辐射更强，大气层也更蓬松，极有可能失去大气层，就像水星一样。即便如此，Gliese486B仍然具有很高的观测价值，这可以帮助我们了解一颗离主星太近的岩石行星是如何保留或失去自己的大气层的。

   目前，科学家们已经在使用欧洲的CARMENES和MAROON-X仪器对其进行观测，美国宇航局的凌日系外行星巡天卫星（TESS）也提供了大量的观测数据。今年年底，美国宇航局有望发射著名的詹姆斯·韦伯太空望远镜，它将拥有更强大的观测能力，对我们了解这颗星球大有裨益。

   

   在人类实现星际旅行之前，这样的研究方法将是最有效的方法。也许在未来的某一天，我们甚至不用飞到那里就能了解这些系外行星的表面情况。