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开普勒太空望远镜能看到多远?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-11-25 09:05:06

这主要是根据这颗行星的大小和在它的轨道距离处射向它的入射阳光的数量。

开普勒太空望远镜使用一种叫做凌日法的方法来探测行星,在我们的视角下,行星从其母恒星前面经过,部分挡住了来自该系统的星光。这告诉了我们两个重要的信息:行星的半径和轨道周期。

通过观察恒星的亮度和发出的波长光谱,我们可以很容易地确定我们所观察的恒星是什么类型的。知道了行星的轨道周期,我们也就知道了它的轨道距离。这颗行星的温度主要取决于它离其母恒星的距离。对于每一颗恒星来说,都存在一个轨道距离范围,在这个范围内,其温度将适合类似地球的气候。这被称为宜居带。这些距离范围因恒星的不同而有很大差异:

开普勒太空望远镜能看到多远?

上图所示的绿色区域是我们确定该行星适宜居住潜力的主要指标(浅绿色区域是最理想的)。你会注意到,地球正好坐落在我们的太阳理想范围的边缘。

发现一颗行星与地球的半径(50%左右),在类似的位置在其母恒星的可居住带告诉我们,很可能大得足以容纳在一个合适的氛围,也不高或低的压力,并在合适的温度下支持水在液体状态。这样的行星通常被认为是“类地行星”。

然而,这并不能告诉我们它有多像地球。虽然这颗行星与其母恒星的距离是影响行星温度的一个重要因素,但假设它确实有大气层(这并不一定是确定的),那么大气层的组成会对温度产生巨大的影响。

不同的元素和分子与光的相互作用略有不同,吸收、反射和透射不同波长的光。如果一颗行星的高层大气中有大量高反射度的云,那么到达行星表面的星光就会减少,从而降低行星表面的温度。

另外,还有一种叫做温室效应的现象。一种被称为温室气体的自然产生的气体,能有效地让星光照射到火星表面,但能吸收从地球辐射出来的红外光。这将热量聚集在地表附近,提高地表温度。

就轨道距离和半径而言,金星是一个相当“类地”行星的好例子,但有着截然不同的大气层。虽然它厚厚的、多云的大气层比地球的反射性强得多,但它的大气层几乎完全是由温室气体构成的,主要是二氧化碳。地球的大气层中也有温室气体,但数量很少。地球大气的99%是氮和氧。如果金星的大气层像现在一样具有高度的反射性,但温室气体含量与地球相同,那么它的温度也会类似(事实上,由于反射性,温度略低)。由于温室效应的影响,它的表面温度为864华氏度(462摄氏度)。

火星也在太阳的宜居带内,但其较低的质量导致其核心冷却速度比地球快得多,失去了磁场,并失去了大部分大气。因此,它的空气非常稀薄和寒冷,尽管几乎完全由二氧化碳构成。

好消息是,虽然金星和火星与地球大不相同,但它们同时也位于太阳可居住带的内缘和外缘,因此它们适合生命生存的可能性从一开始就很低。到目前为止,开普勒发现的“类地”行星与地球的宜居带距离要近得多。然而,以上所有的影响都是我们需要考虑的。

确定宜居性的下一步是探测这颗行星的大气层,弄清楚它的成分,以及确定这颗行星的反射率。这对我们来说是一个具有挑战性的障碍,因为很难分辨出任何来自这颗行星的光,因为它被它的母恒星比亮了好几个数量级。

然而,更好的分辨能力可以让我们更准确的光变曲线的系统,和它只是减去总光曲线我们看到的星光在地球另一边的明星,向我们反映光,只是之前和之后在其母星从我们的角度来看。这有时被称为二次日食。

假设詹姆斯·韦伯太空望远镜能够进入太空,它应该有足够的分辨率来完成这个任务。
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