系外行星“薄雾”使得识别外星世界的水变得更加困难，科学家可能有解决办法

魏洋1

两个富含水、大气层模糊的系外行星的插图。(图片鸣谢:罗伯托·摩尔·坎达诺萨/约翰·霍普金斯大学)

（）据美国太空网（康纳·菲利）：詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的主要任务之一是扫描系外行星的大气层，寻找可居住的迹象。而且，据我们所知，水是生命所必需的。因此，自然地，探测外星世界及其周围是否存在水是行星科学家的首要任务。然而，有一个问题。

由于看似微不足道的东西——霾的存在，获得清晰、未经过滤的太阳系外行星大气中可能存在的东西的视图可能很困难。潜伏在系外行星天空中的各种化学成分的有机烟雾可能会影响我们探测水和其他可居住性迹象的能力。幸运的是，研究人员已经在地球实验室中模拟了这些模糊的条件，这将有望帮助科学家识别和模拟系外行星大气中的水可能如何形成和演变。

“当我们试图判断一颗行星是否适合居住时，水是我们首先要寻找的东西，而且已经有了关于系外行星大气中水的令人兴奋的观察结果。但我们的实验和建模表明，这些行星很可能也含有烟雾，”约翰·霍普金斯大学的研究员、这些模拟研究的主要作者何超在一份声明中说。

“这种烟雾确实使我们的观察变得复杂，因为它模糊了我们对系外行星大气化学和分子特征的看法，”他补充道。

具体来说，研究人员对雾霾如何影响大气层中含有水的系外行星发射的光谱的光学特性感兴趣。该团队在一个定制的房间中进行了实验，以了解雾霾如何在这样的水行星上形成，并研究这些雾霾如何扭曲对系外行星大气中可能存在哪些重要物质的观察。

该团队创造了两种气体混合物，由水蒸气和其他被认为在系外行星中常见的化合物组成。然后，研究人员将气体置于紫外光下，试图复制来自附近恒星的光如何影响系外行星大气中气体的化学反应。在这里，他们测量了光如何与室内的粒子相互作用，以了解系外行星光谱如何受到这种烟雾的影响。

有趣的是，所得数据与一颗被充分研究过的名为GJ 1214 b的系外行星的化学特征相匹配，这表明有机烟雾可能会扭曲我们对不同行星大气的一些观察。

研究人员意识到，有各种各样的系外行星具有不同的大气化学成分，因此他们计划创造更多的实验室制造的烟雾“类似物”，以进一步了解这种行星特征如何影响从我们地球的有利位置进行的观察，从而影响我们关于其他世界可居住性的地球结论。

这项研究发表在11月27日的《自然天文学》杂志上。