(柔和的音樂)
薩拉·西格:當我看到星星時,我會想到它們都是太陽,如果我們的太陽有行星,那麼其他恆星也有行星是合理的。僅我們銀河系就擁有數千億顆恆星,可能擁有超過一萬億顆行星。這些數字如此龐大,我們幾乎無法理解。
我是麻省理工學院的薩拉·西格教授。我很榮幸成為今年卡弗裡天體物理學獎的獲獎者之一。今天系外行星領域的大量工作都基於我和我的共同獲獎者奠定的基礎。我的共同獲獎者戴夫·夏博諾最終找到了候選者,並發現了第一顆凌星系外行星。但這使我能夠加快完成我已開始撰寫的關於凌星透射光譜學的論文。我很自豪能夠發明我們今天研究系外行星大氣的主要方法——凌星透射光譜學。
當行星從恆星前面經過時,星光會下降一個非常特徵性的量,這與行星面積與恆星面積的比率有關。現在,如果行星有大氣層,星光會下降的量是行星面積加上大氣層引起的環形面積。因此,如果我們想象在 атмосфера 完全透明的波長下測量行星,我們會得到一個特定的大小。現在,如果我們測量一個相鄰的、大氣層強烈吸收的波長,行星看起來會稍微大一點。這就是我們如何研究系外行星大氣層的方式。
在尋找系外行星生命跡象的過程中,我們只是簡單地尋找一種與環境不平衡的氣體,就像地球上的氧氣一樣。我們還有很長的路要走。在近期,我們只是利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的透射光譜法來梳理系外行星的實際情況。從長遠來看,我愛上了金星。
金星有點像我們邪惡的孿生姐妹。它擁有巨大的溫室大氣層,導致地表溫度過高,不適合任何形式的生命。然而,我們開始認為,也許卡爾·薩根半個世紀前的想法是現實的,即金星雲層可能存在生命,那裡的溫度要涼爽得多。所以,那是我現在的重點。
(歡快的音樂)
在我心中,以及我將畢生精力投入的目標,是找到一個真正的地球孿生兄弟。一顆大小和質量與地球相似的行星,圍繞著一顆像太陽一樣的恆星執行,軌道也像地球一樣。凌星透射光譜可能無法使用,因為與太陽類恆星的背景相比,地球大氣層太小了。
相反,我們需要一架特殊的、精密的太空望遠鏡。這架望遠鏡將是我們所說的“星罩就緒”的望遠鏡。星罩看起來像一朵巨大的花,帶有花瓣。星罩會阻擋星光。
因此,只有行星光線進入望遠鏡。它具有如此巨大而美妙的能力來研究類地世界的大氣層。作為人類,我們渴望瞭解在那片浩瀚的夜空中還有什麼。
而由於今天的工具,我們能夠將這個問題重新定義為是否存在其他地球?它們有生命跡象嗎?我們能否識別出任何宜居或已居住的世界?
[文字稿結束]
這項工作由《大眾科學》定製媒體制作,並由卡弗裡獎資助。
在兩期播客中探索更多關於 2024 年卡弗裡獎獲獎者的工作,從下往上構建材料 和 我們的大腦如何識別面孔.

