如何探测到系外行星上的液态水?

自人类仰望星空以来,我们一直就很好奇,在那些地方是否存在生命呢?那些生命看起来是怎样的呢?随着观测技术的不断进步,我们或许可以回答这些一直以来困扰着人类的难题。

在1992年,天文学家第一次在太阳系外发现了一颗系外行星,此后又陆续发现了数千颗的系外行星。天文学家迫不及待地想要知道这些系外行星上是否存在生命,但目前的望远镜无法直接观测到系外行星表面上的情况。根据地球上的生命推断,液态水对于生命的生存可能至关重要,所以寻找液态水是搜寻外星生命的关键。

由于系外行星距离我们十分遥远,我们也无法直接确定上面是否存在液态水,我们只能通过其他间接的方法来进行推测。通过观测恒星的光谱,我们能够确定恒星的表面温度。再观测行星的凌日现象,我们能推测行星的轨道半径。结合恒星的表面温度以及行星的轨道半径,就能知道行星是否处在宜居带中。

不过,上述的方法依赖于凌日现象,并非所有的行星都能产生这样的现象。只有那些靠近主恒星的行星,并且它们的轨道平面刚好与地球共面,这样才能通过凌日现象观测到。

有一种方法可以不用依赖于凌日现象来确定系外行星上是否存在液态水,那就是光谱法。不同的分子吸收不同波长的光,通过分析特定的光谱,天文学家可以推断出是否有液态水的存在。

在不久后,强大的詹姆斯?韦伯太空望远镜以及欧洲极大望远镜即将投入使用,它们将能直接分析系外行星大气层的光谱,进而推断出液态水是否存在。而在数十年后,NASA甚至还计划发射星际探测器飞向南门二(比邻星所在的三合星系统),直接对该恒星系统中的行星进行研究。