兩個富含水、大氣層模糊的係外行星的插圖。鳴謝:uux.cn/羅伯特·莫勒·坎達諾薩/約翰·霍普金斯大學
（神秘的地球uux.cn）據約翰·霍普金斯大學：科學家們模擬了在富含水的係外行星上形成朦朧天空的條件，這是確定朦朧如何擾亂地麵和太空望遠鏡觀測的關鍵一步。
這項研究為研究係外行星的大氣化學提供了新的工具，並將幫助科學家模擬水係外行星如何形成和演化，這些發現可能有助於尋找太陽係以外的生命。
“重要的是太陽係外是否存在生命，但試圖回答這種問題需要對所有不同類型的生命進行真正詳細的建模，特別是在有大量水的行星上，”約翰霍普金斯大學地球和行星科學副教授莎拉·赫斯特說。“這是一個巨大的挑戰，因為我們沒有這樣做的實驗室工作，所以我們試圖使用這些新的實驗室技術，從所有這些大型望遠鏡獲得的數據中獲得更多信息。”
該團隊今天(11月27日)在《自然天文學》上發表了他們的發現。
研究人員說，一顆行星的大氣層是否包含煙霧或其他粒子，對全球溫度、星光的入射水平以及其他可能阻礙或促進生物活動的因素有著顯著的影響。
該團隊在赫斯特的實驗室內一個定製設計的小室中進行實驗。霍斯特說，他們首次確定了太陽係以外的水行星中可以形成多少霧霾。
霧霾由懸浮在氣體中的固體顆粒組成，它改變了光與氣體相互作用的方式。不同程度和種類的霧霾會影響顆粒在大氣中的擴散，改變科學家用望遠鏡對遙遠行星的探測。
“當我們試圖判斷一顆行星是否適合居住時，水是我們首先要尋找的東西，而且已經有了關於係外行星大氣中水的令人興奮的觀察結果。但我們的實驗和建模表明，這些行星很可能也含有煙霧，”約翰霍普金斯大學領導這項研究的行星科學家何超說。“這種煙霧確實使我們的觀測變得複雜，因為它模糊了我們對係外行星大氣化學和分子特征的看法。”
科學家用望遠鏡研究係外行星，觀察光線如何穿過它們的大氣層，發現大氣層氣體如何吸收不同色調或波長的光線。扭曲的觀測結果可能會導致對空氣中重要物質(如水和甲烷)的數量以及大氣中顆粒的類型和水平的錯誤估計。赫斯特說，這種誤解可能會損害科學家關於全球溫度、大氣厚度和其他行星條件的結論。
研究小組混合了兩種氣體混合物，其中含有水蒸氣和其他被認為在係外行星中很常見的化合物。他們用紫外線照射這些混合物，模擬恒星發出的光如何引發產生霧狀顆粒的化學反應。然後，他們測量了這些顆粒吸收和反射了多少光，以了解它們如何與大氣中的光相互作用。
新數據與一顆被充分研究過的名為GJ 1214 b的係外行星的化學特征相匹配，比之前的研究更準確，表明具有不同光學特性的煙霧會導致對行星大氣的錯誤解讀。
赫斯特說，外星大氣可能與我們太陽係的大氣非常不同，並補充說，有超過5000個已確認的外行星具有不同的大氣化學成分。
該團隊現在正致力於用氣體混合物創造更多實驗室製造的煙霧“類似物”，更準確地代表他們用望遠鏡看到的東西。
“人們將能夠在模擬這些大氣時使用這些數據，試圖了解大氣和行星表麵的溫度，是否有雲，雲有多高，由什麽組成，或者風速有多快，”赫斯特說。“所有這些都有助於我們真正將注意力集中在特定的行星上，並使我們的實驗獨一無二，而不是在試圖了解大局時隻進行籠統的測試。”

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