原文標題：A Little Telescope Goes a Long Way
原文來自：NASA Posted: 2010. 2. 3
編譯：Melipal 審校：Linq
NASA的 天文學家已經(jīng)成功地論證，在其他恒星 周圍搜索類地行星 的 過程中，較小的 望遠鏡中也可以應付歌利亞一般的 大問題。他們的 工作2月3日發(fā)表在《自然》雜志上，為地面天文臺提供了新的 工具，有希望讓在太陽系 以外環(huán)繞其他恒星 運轉(zhuǎn)的 行星 上對生命起源以前（或說與生命有關(guān)）的 分子的 搜索工作加快數(shù)年。
科學家報告的 新技術(shù)是使用相對較小的 地面望遠鏡來辨認木星 大小的 行星 大氣中的 有機分子，行星 距離地球?qū)⒔?3光年。測量結(jié)果揭示了系 外行星 大氣組分以及條件的 詳細情況，對于地面天文臺來說，這是一項空前的 成就。
這項驚人的 新發(fā)現(xiàn)來自擁有30年歷史的 老式3米（10英尺）望遠鏡——位于夏威夷莫那克亞山的 NASA紅外望遠鏡（NASA''s Infrared Telescope Facility），該望遠鏡在所有地面望遠鏡中口徑名列第40位。
新的 技術(shù)讓地面觀測成為可能，使得研究地外行星 大氣的 工作加速。之前這項工作只能通過少數(shù)幾架性能極高的 太空望遠鏡來進行。研究論文的 第一作者、加州帕薩迪那（Pasadena）NASA噴氣推進實驗室的 天文學家馬克·斯溫（Mark Swain）說：“如果觀測條件允許，這項工作表明，我們可以用現(xiàn)有設(shè)備探測到類地行星 大力中的 有機分子?！边@可以為系 外行星 大氣的 仔細研究帶來快速且經(jīng)濟的 進步，讓我們對系 外行星 穩(wěn)定成長的 見解加速增長。
斯溫說：“我們使用的 是相對較小的 地面望遠鏡，這一事實非常激動人心，因為這意味著地面上更大的 望遠鏡使用該技術(shù)后，可能會確定類地目標行星 的 特征?！?/font>
當前人們知道的 系 外行星 超過400顆。其中的 大多數(shù)都是類似于木星 的 氣體行星 ，不過一些“超級地球”據(jù)信是大型類地（巖質(zhì)）星 球。尺度及其與恒星 的 距離都與我們地球相當?shù)?真正類地行星 尚未被發(fā)現(xiàn)。NASA的 開普勒計劃正在太空中搜索它們，人們期待它在3年半的 主任務(wù)結(jié)束后可以找到一些類似地球的 世界。
這張藝術(shù)家筆下的 概念圖表現(xiàn)了名為HD 189733的 行星 系 統(tǒng)，它位于狐貍座，距離地球63光年。大圖以及說明文字請點擊（圖片提供：NASA/JPL-Caltech）
2007年8月11日，斯溫與他的 小組將紅外望遠鏡指向了狐貍座熾熱的 木星 尺度行星 HD 189733b。每隔2.2天，這顆行星 就要環(huán)繞K型主序星 旋轉(zhuǎn)一周，該恒星 比我們的 太陽稍冷稍小。HD 189733b已經(jīng)為系 外行星 科學帶來突破性進展了，其中包括利用太空望遠鏡探測到了水蒸氣、甲烷和二氧化碳。天文學家利用這項新技術(shù)，成功地利用光譜儀在大氣中找到了二氧化碳和甲烷。光譜儀的 作用是將光線分解成不同的 組分，以揭示不同化學成分留下的 不同光譜特征。他們的 關(guān)鍵工作是開發(fā)了一種新穎的 校準方法，可以扣除觀測的 系 統(tǒng)誤差，這些誤差是由地球大氣的 變化以及望遠鏡系 統(tǒng)跟蹤目標天體的 運動導致的 不穩(wěn)定性引起的 。
NASA紅外望遠鏡的 支援科學家約翰·雷納（John Rayner）說：“該工作的 結(jié)果是，現(xiàn)在我們有了這樣一個激動人心的 前景，也就是其他適合裝備此設(shè)備的 小型地面望遠鏡應該也可以用來確定系 外行星 的 特征。曾經(jīng)我們甚至不能用望遠鏡來觀測太陽，而現(xiàn)在我們可以獲得63光年之外系 外行星 的 光譜，這實在是驚人，”雷納建造了此次測量所用的 SpeX光譜儀。
在觀測過程中，小組在HD189733b的 晝半球發(fā)現(xiàn)了甲烷發(fā)出的 明亮紅外輻射，這表明行星 大氣中存在某種活動。斯溫說，這一令人困惑的 特征可能是與母星 撞擊行星 大氣的 紫外輻射有關(guān)的 ，不過仍舊需要更多的 仔細研究。他補充道：“這一特征說明，在研究系 外行星 大氣時，有驚喜在等待著我們?！?/font>
斯溫說：“使用這一技術(shù)的 直接目標是更全面地確定該行星 以及其他系 外行星 的 大氣特征，其中包括探測可能存在于生命起源之前的 有機分子。我們已經(jīng)做好了準備來完成這一任務(wù)?！痹缙诘?一些目標將是超級地球。與NASA的 哈勃、斯必澤以及詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的 觀測結(jié)合起來，這項新技術(shù)“將為我們提供一條絕對的 光明大道，來確定超級地球的 特征?！彼箿卣f。
這張圖表說明了天文學家在環(huán)繞其他恒星 運動的 行星 （即系 外行星 ）大氣中測量特征化學組分的 方法。大圖以及說明文字請點擊（圖片提供：NASA/JPL-Caltech）
論文的 其他作者包括來自JPL的 皮耶特·德羅（Pieter Deroo）、高塔姆·瓦西施特（Gautam Vasisht）以及Pin Chen；來自圖森（Tucson）亞利桑那大學的 凱特林·A·格里菲斯（Caitlin A. Griffith）、倫敦大學學院的 喬凡娜·廷尼蒂（Giovanna Tinetti）、UCLA的 伊恩·J·克羅斯菲爾德（Ian J. Crossfield）、亞特蘭大佐治亞理工學院的 阿扎姆·塔特（Azam Thatte）、德國海德堡馬普天文所的 托馬斯·亨寧（Thomas Henning），以及德國斯圖加特SOFIA研究所的 丹尼爾·安格豪森（Daniel Angerhausen）。
這項工作是在華盛頓特區(qū)NASA空間科學辦公室的 贊助下完成的 。NASA的 紅外望遠鏡由夏威夷大學的 天文學研究所管理。加州理工學院為NASA管理著JPL。
（全文完）
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