研究人員開發出一種可用于測定系外行星質量的新技術

測定系外可宜居類地行星質量有新招有助于確定最終可居住的類地行星的構成
()據科技日報(華凌):物理學家組織網近日報道 , 美國麻省理工學院(MIT)的研究人員開發出一種可用于測定系外行星質量的新技術,只使用恰逢其經過恒星之前“蘸”著光的信號,即可揭示出該行星的質量 。該研究成果刊登在近日出版的《科學》雜志上 。
迄今為止,科學家已經證實太陽系外存在900多個行星 。為了確定這些遙遠的星球是否適宜人居?。枰勒廡┫低廡行塹鬧柿浚園鎦蒲Ъ曳直娉瞿切┯善寤蜓沂壬С挪牧瞎鉤傻男喬?。在目前的技術中,徑向速度是科學家主要使用的方法,但該技術用于測量軌道離其恒星較遠且更小一些的行星卻不太成功 。
除了行星的成分,它的質量也可以管窺這個星球表面和內部的活動 。該學院地球、大氣與行星科學系研究生朱利·德·威特說:“質量影響行星的很多方面 , 如任何板塊的構造、它內部的冷卻和對流等 。有了這個方法,我們就能確定行星性質的很多部分 。”
利用大型望遠鏡,如美國國家航空航天局(NASA)的斯皮策或哈勃太空望遠鏡,研究人員已能夠分析新發現的系外行星的透射光譜 。透射光譜是當行星經過其恒星前時,讓一些光透過其大氣層產生的 。通過分析穿過光的波長,可以判斷出一個行星大氣的性質,例如它的溫度和大氣分子的密度 。通過被遮蔽光的總量,可計算出行星的大小 。
為了使用透射光譜確定系外行星的質量,德·威特憑借一顆行星的質量對其大氣的作用 , 作為透射光譜提供有關行星大氣特性的信息 。要做到這一點,他通過一個標準公式描述這個星球的溫度、引力和大氣密度對大氣壓力的分布圖,也就是對整個大氣壓力變化的程度 。
根據這個公式 , 得知這些參數中的任何三個就可以推算出第四個參數 。德·威特的理由是,一個行星的質量可以從其重力得到,那么一個行星的質量也可以從它的大氣溫度、壓力分布及在原則上可從透射光譜得到的密度參數導出 。但要獲得一個行星質量的精確測量 , 他必須證明這三個參數可以相互獨立地從透射光譜中獲得 。
【研究人員開發出一種可用于測定系外行星質量的新技術】為此,德·威特必須證明每個參數對透射光譜的獨特效果 。他從輻射傳輸的基本原則進行新的分析推導后發現,一個名為歐拉馬歇羅尼的數學常數有助于揭示每個參數的個性化效果 。換言之,這個常數充當一個“加密密鑰”來解碼一個行星大氣被嵌入其透射光譜中屬性的過程 。
為驗證此法,德·威特將這項技術應用于最近發現的、位于63光年之外被稱為189733b的一顆系外行星,并推算出由其他研究人員利用徑向速度的方法所獲得的相同質量 。
NASA噴氣推進實驗室研究科學家馬克·斯溫說,該研究小組的新技術將非常有助于確定最終可居住的類地行星的構成 。
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