天文太空

找尋系外行星聖母峰

運用凌星法與巨大望遠鏡,或許可以測出遙遠星球豐富的地貌。

撰文/韓德森(Bob Henderson)
翻譯/蔡雅鈴

天文太空

找尋系外行星聖母峰

運用凌星法與巨大望遠鏡,或許可以測出遙遠星球豐富的地貌。

撰文/韓德森(Bob Henderson)
翻譯/蔡雅鈴


喜馬拉雅山在地球表面造成的凸起大約就像頭髮之於撞球,而要從繞行遙遠恆星的行星上測量這麼微小的凸起,看似可笑且不可能。不過兩位天文學者提出一個方法,可測量系外行星的山脈與表面特徵。


其中一位是美國哥倫比亞大學天文系的博士生麥克提爾(Moiya McTier),他表示,找到山脈有助於解答另一個關鍵問題:這些行星上有生命嗎?這項研究發表在今年4月的《皇家天文學會月報》。


地球上的生命顯然與這顆行星內部的活動有關。板塊運動回收了碳、調節溫度,地球磁場抵禦太陽風的危險侵害;山脈及火山都是行星現在或曾經擁有這種內部活動的表面特徵。


天文學家至今找到約3700顆系外行星,除了大小與質量,其餘所知甚少。大多數系外行星是透過所謂的凌星法尋獲,即測量行星遮掩遙遠恆星的星光時減弱的亮度。麥克提爾與同校的季平(David Kipping)提出的策略就是以此方法為基礎,但能夠達成目標的巨大望遠鏡,可能無法在數十年內完工。


他們觀察到表面有山的自轉行星在凌星時影子會出現變化,因此測量的亮度減弱程度也跟著變動。他們保守估計,運用口徑74公尺的望遠鏡,在六個月內觀測凌星現象總共20小時,便可準確測出如火星山脈那樣的凸起。這對於現有的望遠鏡並非易事,但即將啟用的大型望遠鏡或許能夠看見。


這套方法讓季平最擔心的是籠罩山脈的雲。並未參與研究的加拿大馬吉爾大學天文學家柯文(Nicolas Cowan)表示贊同,不過就算沒有雲,他擔心星光被行星大氣吸收、散射或反射,仍不利觀測。柯文說:「適用這套方法的行星,我想大概不能有大氣。」哥倫比亞大學的兩位作者則認為,觀測不同波長的光便可減輕這些影響。


即使天文學家努力找出行星表面的特徵,他們還需要更多資訊例如液態水、溫度、大氣,才能說明適居性的程度。季平指出:「憑藉單一資訊是做不到的。」