不管是用累加上百次的凌日行技术，还是通过屏蔽来自恒星的光而直接分析行星自身发光的直接影像技术，被天文学家称为“淡蓝色小点”的海洋，都将是下一步目标。

是否在我们的银河系的某处存在着一个地球的双胞胎兄弟？

天文学家正在越来越接近于发现一个运行在类地轨道的地球尺寸的行星。

美国国家航空航天局(NASA)的开普勒飞行器刚刚被发射去发现这样的行星。

一旦这项搜索成功，那么下一个很有推动性的问题将会是：那个行星可以居住吗？它有像地球一样的大气层吗？

回答这些问题并不怎么容易。

借助于巨大的反射镜面，定位于外层空间并且将于2013年发射的詹姆士韦伯空间望远镜将最有可能帮助天文学家首次找到这些问题的答案。

在一项新的研究中，哈佛大学史密森天体物理中心的研究员丽莎·凯特尼格和韦斯利·特劳布研究了在一次凌日过程中，利用詹姆士韦伯空间望远镜绘制假想中的类地行星大气层的可能性。

他们发现詹姆士韦伯空间望远镜将有可能在最临近的地球尺寸行星上发现到某些生物标志物——例如臭氧和甲烷。

“我们得非常幸运才能在一次凌日过程中辨认出类地行星的大气层，这样我们才能说那个行星是类地的。”凯特尼格说，“我们需要把许多次凌日的结果加起来——上百次的结果——甚至是那些20光年远的恒星系统里的凌日过程。”

“即使这很困难，但是为描绘遥远行星的大气层而付出的努力，仍然非常激动人心。”凯特尼格补充到。

凌日过程是指，一个遥远的太阳系外行星在地球的视野里从它的恒星面前经过的过程。当行星凌日时，它的大气层吸收一小部分恒星的光，并留下可以识别每一种气体的特征“指纹”。通过把空间望远镜收集到恒星的光分解成彩虹或者波谱，天文学家就能够寻找到那些特征“指纹”。

这项凌日技术非常具有挑战性。如果把地球看做只有篮球大小，那么大气层将会只有一片纸那么薄，所以最终接受到的信号是非常微弱的。而且这个方法只在行星经过恒星面前的时候才可行，而且每次凌日的过程持续不过几个小时。

凯特尼格和特劳布开始的时候考虑了最理想的情况，即一个地球尺寸的行星围绕一个太阳尺寸的恒星。要在每次凌日过程中得到可以探测到的信号强度，被探测的恒星和行星就必须距离地球尽可能的近。唯一的一个足够近的类太阳恒星是人马座阿尔法星A。但是这样的行星至今还未被发现，不过技术使这样的探测在现在变得可能。

他们的研究还考虑了围绕红矮星的行星。红矮星又被称做M型恒星，是银河系中最丰富的恒星，比太阳这样G型行星要普遍得多。而且他们也要比太阳更冷、更暗而且更小，这些都使发现一个绕行M型恒星的类地行星要更容易些。

如果能在类地行星上发现水，那么就能说明它是人类可以居住的。不过一个类地行星必须围绕红矮星很近才能有足够高的温度得到液态的水。因此，行星会绕行得更快并且每一次凌日只持续几分钟到几个小时。但是相应的，也会在一定的时间里经历更多的凌日过程。天文学家可以通过累加几次凌日得到的信号，来提高探测大气层的机会，更频繁的凌日使得红矮星成为具有吸引力的探测目标。一个围绕类太阳恒星的类地行星将会每年经历10小时的凌日，累计100小时的绕行就需要10年的时间。相反，一个类地行星围绕一个中等大小的红矮星将会经历每10天1个小时的凌日，积累100小时的绕行将不超过3年。

“临近的红矮星提供了最好的探测生物标记的可能。” 凯特尼格说。

“最终，研究来自行星本身的光子的直接影像技术，将会被证明是比凌日技术更有力的描绘类地行星大气层的方法。”

通过美国国家航空航天局的斯必泽空间望远镜和哈勃空间望远镜，天文学家已经研究了太阳系外的极热气体巨行星。不管是用累加上百次的凌日行技术，还是通过屏蔽来自恒星的光而直接分析行星自身发光的直接影像技术，被天文学家称为“淡蓝色小点”的海洋，都将是下一步目标。

天文学家认为，最理想的情况是，阿尔法人马座A可能有一个还未被发现的绕行的类地行星。那么天文学家就会需要一大堆凌日结果来辨认那个行星的大气层，并有可能找出第一个地球的双胞胎兄弟。

摘自美国《每日科学》网站 王 冰编译