低成本搜寻外星行星续二 李·比林斯(Lee Billings)/文 谢懿/译

低成本搜寻外星行星续二 李·比林斯(Lee Billings)/文 谢懿/译

首页角色扮演布偶星球游戏更新时间:2024-06-09

(接续上一期)

近红外光谱仪

(500万美元)

虽然凌星观测是确定外星行星半径和轨道周期的好办法,但想要了解更多的信息,光谱分析之类的其他技术就必不可少。

尤其重要的是,视向速度技术(radial-velocity technique)是行星搜寻方法中目前最高产的。围绕恒星公转的行星会来来回回拖曳它的母星,使恒星发出的光在波长上出现周期性偏移。测量这些偏移,不仅能够独立确认外星行星的存在,还可以估算它的质量。

这种方法给重点关注M型矮星又提供了一个很好的理由。地球围绕太阳的公转,会导致太阳发生周期为一年、视向速度为10厘米/秒的摆动——对于任何外星天文学家来说,这都是一个极难发现的信号。但是,如果一颗地球大小的行星位于一颗M型矮星的宜居带中,由于距离母星要近得多,这颗恒星的视向速度可以达到1米/秒,要容易看到得多。遗憾的是,M型矮星发出的辐射在红外和近红外波段最明亮,这一波段也就成了行星猎人们必须搜寻的电磁波区域——但天文学家还没有建造出进行此类高精度测量所需的红外光谱仪。因此,靠近太阳的无数M型矮星中只有寥寥数颗被观测过,以寻找宜居行星。

更糟的是,搜寻行星所需的近红外光谱仪比可见光光谱仪更贵,原因在于这样一个基本物理事实——红外光子没有足够能量轻易地在现成的硅探测器中发出电子。因此,这些设备只能依靠由铟镓砷化物或汞镉碲化物等昂贵特殊材料制成的探测器,或者与背景红外辐射隔绝。目前(养布偶的备注:指2011年3月)最先进的近红外光谱仪是欧洲南方天文台的低温高分辨率红外阶梯光栅光谱仪(CRIRES),造价约1000万欧元(9000万人民币)。

不过,这类设备的造价正在下跌。如果能获得足够的资金,几台大型光谱仪或许会在几年内相继问世,包括:德国和西班牙为西班牙卡拉阿托天文台的高分辨率M型矮星外星地球搜寻计划量身定做的近红外光栅光谱仪(CARMENES);位于夏威夷的加拿大-法国-夏威夷望远镜上的近红外偏振频谱仪(SPIRou);以及美国得克萨斯州麦克唐纳天文台霍比——埃伯利望远镜(Hobby-Eberly Telescope)上的宜居带行星搜寻者。

激光频率梳

(10万美元)

M型矮星行星发现之路上的另一道障碍则更为微妙:天文学家需要更好的方法来校准光谱仪。宜居行星公转导致的细微谱线偏移,很容易被仪器自身不稳定造成的涨落所混淆。最直接的解决方案是,生成一个观测结果随时可以比对的参考光谱。但是,通常用来校准的可见光视向速度巡天的光谱,也就是碘或钍-氩混合物产生的参考光谱,无法生成红外波段下可用的校准谱线。

(未完待接续)

查看全文
大家还看了
也许喜欢
更多游戏

Copyright © 2024 妖气游戏网 www.17u1u.com All Rights Reserved