哈伯太空望遠鏡在系外行星發現二氧化碳

美國航空與太空總署 (NASA) 的哈伯太空望遠鏡在繞行另一個恆星的行星大氣中發現了二氧化碳。這對想利用化學成份來尋找外星生命而言，是個重要的突破。


影像版權：ESA, NASA, M. Kornmesser (ESA/Hubble), and STScI

這顆行星與木星的大小相當，名稱 HD 189733b，因為太熾熱而生命難以生存。但哈伯這次是概念地驗證了在其他恆星週圍可以測量出生命所需的元素。有機物可能是由生命活動所形成的，如果能在類地行星上找到它們的存在，可能就是地球外其他行星存有生命的有力證據。

由哈伯太空望遠鏡和史匹哲太空望遠之先前的觀測，已經在 HD 189733b 上面發現了水。在去年初，哈伯太空望遠鏡則在行星的大氣中發現了甲烷。

NASA 哈伯太空望遠貸團隊的科學家 Eric Smith 說：「哈伯望遠鏡最初的構想是要觀測遙遠的宇宙，但它也開創了天文物理和行星科學的新紀元。這些針對行星大氣的研究成果使得人們開始探索繞行其他恆星的行星上，有什麼樣的成份和化學過程。這是最近才打開的一條探索之路，我們預計會在更多系外行星的大氣中找到更多分子。」

NASA 噴射推進實驗室 (JPL) 的科學家 Mark Swain 利用哈伯的近紅外光相機和多目標光譜儀研究由這顆距離地球 63 光年的行星所發射出來的紅外光。行星的大氣分子會吸收由行星熾熱的內部所釋放出來特定波長的光線。Swain 在光譜中發現了二氧化碳和一氧化碳的譜線。這是人們第一次觀測到系外行星的近紅外光譜。

Swain 說：「發現二氧化碳是件令人興奮的事，因為在現實情況，那會讓人聯想到地球上的生物活動。只要我們能夠進一步測量，估計它的豐度，並對行星進行長時間的監測，就有機會找出它們是如何生成的，以及是否可能為生命生存的有利環境。」

這種觀測對於那些軌道面與地球處在同一平面 (edge-on) 的系統最適合。行星有時候會通過母恆星的前方，有時會跑到後方，造成食的現象。HD 189733b 每 2.2 天會通過恆星的後方一次。當食發生之前，可以將觀測到的光減去行星被恆星檔住時，所觀測到恆星本身的光線。如此一來我們就可以得到行星所發出的輻射，並對其大氣組成進行分析。

NASA JPL 團隊成員Guatam Vasisht 說：「這個方法，我們是利用行星躲到恆星後面的食之前的資料，也就是行星的白天，大氣最熱的部份。接下來我們要看看行星的白晝面和黑夜面的大氣有什麼不同。」

這次成功地觀測到行星所發出來的近紅外光對將來計畫利用 2013 年發射的 James Webb 太空望遠鏡的天文學家而言，是非常振奮的一個消息。這些生命存在的標誌在近紅外波段是最適合觀測的。天文學家們將利用 James Webb 太空望遠鏡看那些 “超級地球”，也就是質量只比地球大幾倍的系外類地行星的光譜。Swain 說：「James Webb 太空望遠鏡能對這類系統的主食 (primary eclipse) 和次食 (secondary eclipse) 進行更精細的觀測。」

想知道更多關於哈伯太空望遠鏡的資訊，請見 http://www.nasa.gov/hubble
資料來源：http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/spitzer-20081209.html