在即将到来的下一代望远镜中,我们或许能看到系外行星上的高山-UU头条
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在即将到来的下一代望远镜中,我们或许能看到系外行星上的高山

字号+作者:知天文识地理 来源:知天文识地理 2018-02-23 21:53 我要评论() 收藏成功收藏本文

在下一代望远镜的观测数据下,我们或许能更真实的了解到系外行星上的信息,对探测外星生命和地外文明有重要意义。'...

天文学家已经找到了一种方法来确定系外行星上的山脉和其他特征。在下一代望远镜的观测数据下,我们或许能更真实的了解到系外行星上的信息,对探测外星生命和地外文明有重要意义。

在即将到来的下一代望远镜中,我们或许能看到系外行星上的高山

图片来源:ESO / L

在过去的几十年里,系外行星的研究取得了突飞猛进的发展。在地面观测站和开普勒飞行任务之间,一共在2,792个系统中共确认了3,726颗系外行星,其中622个系统拥有不止一颗行星(截至2018年1月1日)。而在未来几年,由于部署下一代望远镜任务,科学家预计可能有更多的发现。

在即将到来的下一代望远镜中,我们或许能看到系外行星上的高山

图片来源:NASA /蒂姆派尔

现在天文学家通过测量恒星发出的光线下降的速度和发生变暗的时间,来确定系外行星的存在,以及对它们的大小和轨道周期进行精确的约束。根据McTier和Kipping的说法,这种方法也可以揭示地理特征的存在 - 例如山脉,火山,战壕和陨石坑。

换句话说,当一颗行星在它的主星前方传播时,可以测量通过行星本身的光线的微小变化。这些可能表明存在山脉和其他大规模特征,如大规模的裂缝。为了验证这一理论,他们把太阳系建探测系外行星的模型,以便Transit(Transit方法(又名。Transit Photometry)是目前检测系外行星最流行和最可靠的手段。它由天文学家随着时间的推移测量遥远恒星的光线曲线并寻找亮度的周期性下降。这些倾角是外行星相对于观测者在恒星前方(即过渡)通过的结果)过程中散射光如何显示大尺度特征。

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喜马拉雅山脉的卫星图像

天文学家通过模拟喜马拉雅山脉来向外解释这个步骤,现在假设行星从我们的角度来看它是从它恒星星球转过来的,它完成了一次旋转的一半,这就是看到这个星球的所有特征都没有重复出现在其轮廓上的必要条件。当我们假想的行星旋转,喜马拉雅地块进出视野时,轮廓的变化将导致不同的过境深度......“

最终,他们认为火星将是理想的测试案例,因为它具有小尺寸,低表面重力和活跃的内部火山活动的组合,使其成为他们所说的“太阳系中最颠簸的天体”。当与白矮星配对时,这提供了使用光线曲线来确定exotopography的最佳情况。

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从轨道上看,火星上最伟大的山奥林匹斯山

在距离大约0.01AU(这将在白矮星的可居住区内)时,他们计算出一个火星大小的行星将有11.3小时的轨道周期。这将允许在相对较短的观察期内观察到许多过境,从而确保更高的准确度。与此同时,团队承认他们提出的方法存在缺点。由于存在天体物理学和仪器噪声,他们认为当研究太阳类星体和M型(红矮星)恒星周围的系外行星时,他们的方法是徒劳的。但是对于火星般的行星绕着低质量的白矮星来说,这种方法可以产生一些非常有价值的科学回报。虽然这听起来可能相当有限,但它会提供一些相当迷人的机会来了解更多关于超越我们太阳系的行星。正如他们解释的:

“在太阳系外的行星上寻找山峰的第一个证据本身就令人兴奋,但我们也可以从地表特征的存在和分布中推断行星特征。例如,检测到山脉的存在可以让我们认识到该行星的内部结构。“如具有高度颠簸的行星表明构造活动或由内部热源引起的熔岩堆积。碰撞最高的那些(即像火星)表明它们也经历了内部过程,低表面重力,火山作用和缺乏构造板块运动的组合。同时,低颠簸的行星不太可能具有这些内部过程,并且它们的表面更有可能被外部因素塑造 - 例如小行星轰击。

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OWL望远镜艺术渲染图

而上面的一切理论都在极大口径的望远镜观测的基础下,根据他们的估计,计划在未来几年内投入使用的各种超级望远镜来完成此项任务。其中包括ESO的极大型望远镜(OWL)望远镜,这是一种100米的光学和近红外望远镜,将在超大望远镜(VLT)和即将推出的极端望远镜 (ELT)的成功基础上发展起来。以及另一个巨像望远镜,一个74米的光学和红外望远镜,目前正在由一个国际财团委托。一旦投入使用,它将成为探测太阳系外生命和地外文明的最佳望远镜。

当下一代望远镜进入太空或在地球上完成建造时,我们可以预见到会有更多的系外行星被发现。与此同时,我们可以预见到关于这些行星的重要细节也会被发现,这些以前是不可能的,但在未来将会成为可能,他们有没有大气层?他们有海洋吗?他们有山脉和峡谷吗?我们希望找出答案!

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