目前在智利北部建造的欧洲极大望远镜(ELT),它能让我们比之前的任何地面望远镜都更好地观察银河系。它将带来的变革难以夸大。ELT 的主反射镜阵列的有效直径能达到 39 米。它会比以前的望远镜收集更多的光,并且比哈勃太空望远镜清晰 16 倍。最近的一项研究表明,它定于 2028 年上线,其结果或许会在极短时间内大量出现。
ELT 最强大的功能之一是能够从系外行星的大气中捕捉微弱的大气光谱。通常是在行星从我们的有利位置经过它的恒星前面的时候进行。有一小部分星光会穿过行星的大气层到达地球,通过对吸收光谱进行分析,我们就可以确定行星大气中包含哪些分子,比如水、二氧化碳和氧气。詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)已经成功收集了一些系外行星大气方面的数据。
有时我们所收集到的过境数据存在不确定性。比如,JWST 在 TRAPPIST - 1 系统的行星上探寻大气层时,看上去行星 b 和 c 是没有空气的,然而数据还不足以将大气层的存在排除掉。或许存在稀薄的大气层,其光谱线过于暗淡,致使 JWST 无法对其进行观测。而 ELT 更高的敏感度应当能够解决这个问题。
令人兴奋的是,ELT不但能够收集凌日系外行星的光谱,而且还能够通过反射的星光来收集非凌日系外行星的光谱。为了明确ELT到底具备多强的能力,这项新研究对几种情况的结果进行了模拟。他们将重点置于围绕红矮星附近运行的行星上,因为这类行星是最常见的系外行星类型。他们研究了四个测试案例,分别是:一个含有丰富水和光合植物的非工业地球;一个生命刚刚开始蓬勃发展的早期太古宙地球;一个类似地球但海洋已经蒸发,类似于火星或金星的世界;以及一个有生命但尚未形成复杂生命的前地球。研究小组为了进行比较,还考虑了海王星大小的行星。这些行星的大气层应该要厚得多。
这个想法旨在探究 ELT 是否能够分辨不同的类地世界,并且关键在于这些数据是否会导致假阳性或假阴性的情况出现。也就是,一个没有生命的世界可能会被误认为有生命,或者一个有生命的世界看起来却像是荒芜的。通过他们的模拟,作者发现我们应当能够对附近的恒星系统进行清晰且准确的区分。最近的恒星比邻星,我们观察 10 个小时就能在类地行星上发现生命。海王星大小的世界,ELT 大约一小时内可以捕获行星光谱。
因此,若附近的恒星系统中有生命存在,那么 ELT 具备能够探测到它的能力。或许在短短几年内,人类历史上最为伟大的问题的答案便可以被找到。
如果朋友们喜欢,敬请关注“知新了了”!