探测宇宙的方法有哪些，用科学知识描述一下宇宙

【详解】地球上边上，是一个拥有平整的大气的更高的行星——亚海王星的实例实体模型。亚海王星是比海王星小但比地球大的行星。他们通常是地球直径的1.7 3.5倍。美国nasa一项一个新的研究表明，科学家能通过剖析大气的成分来检测一些这种星球上的海洋。（由来：NASA/ JPL-Caltech，彩色图库：EarthSky）

译员注：由来为文章内容标出照片创作者，或著作公布方；彩色图库表明获得的网址、服务平台；不确定性填哪一个

大家所生活的地球是太阳系中唯一表层存有液体的星球，在太阳系中，地球上的海洋是独一无二的。但专家以为，在银河系的其他地方，很有可能还存在着别的的海洋全球。2021年10月中下旬，美国nasa发布了一项一个新的科学研究，专家能通过应用化学方法在遥远的系外行星上寻找潜藏的海洋。该研究表明，表层覆盖着海洋的星球与不存有海洋的星球对比，其大气的成分存在着明显的不同。

一个新的同行评议毕业论文在10月28日发表于《The Astrophysical Journal Letters》（ApJL，2020年影响因子查询7.413），它一样能够作为一个预印本，在arXiv网站上得到。

译员注：根本原因是流行学术刊物发布周期时间过长。为了能加速学术研究商品流通而建立的一个平台，便捷专家学者们的交流与沟通，arXiv主要是作为一个毕业论文未发布前的一个互动平台而存在的，并不属于一个真正的发布途径。

隐匿的外域海洋

此项一个新的研究表明，科学家能通过剖析系外行星的大气成分来检测海洋。一般来着，这个方法很有可能适用类地行星、超级地球或者亚海王星（半经低于海王星但超过地球上的行星）。文中重点关注孔径为地球直径1.7-3.5倍的行星。含有光谱分析仪的望眼镜能够鉴别出一些行星大气的成分，主要包括将要发布的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。他们能够辨别行星大气里的O2、二氧化碳或者甲烷气体等气体成分，这种汽体的出现象征着那边很有可能存在着性命。

这很令人兴奋，但这种化学成分分析还可以揭露这种行星的更多信息，它可能正确引导科学家寻找海洋，也并对微生物适居性存有危害。

【详解】在我们叙述不一样种类的系外行星，大家经常用到“热类木星”、“暖海王星”、“超级地球”等词是什么意思呢？在科学研究系外行星时，参照我们自己的太阳系中了解的行星会对科学研究有一定的协助，所以会应用这种界定方法。（由来：NASA，彩色图库：Youtube）

超温或是低温？

起码在一些情况下，太空望远镜能够帮助明确这种系外行星表层存不存在液体。更具体地说，根据剖析大气里的化合物，专家能够估算系外行星的外表温度，从而剖析这针对液体来讲是不是温度过高

那样什么化合物很有可能意味着云彩下很有可能存在着海洋呢？一项发觉是大气里的二氧化碳和N2，在其中N2分子结构由2个氮原子组成。他们的存有将证实这颗行星的大气层更冷且更薄，即更像地球上等类地行星上的大气层。这将说明这颗系外行星上并未产生热化学反应平衡（化学反应平衡）。

在热化学反应平衡中，大气的物理性质发生了转变。这样的事情在亚海王星比较普遍，这时候这些行星的大气层具体由氡气组成，这时碳和氮以甲烷气体和氯气的方式普遍存在，大气层显著更厚。

在这样的情况下，和大家太阳系行星种汽体超级巨星和冰巨星上的大气层一样，深厚的大气会捕捉发热量。当环境温度做到1430华氏度（770℃）时，会产生热化学反应平衡。这太热，液体海洋没法在这类星球存有。

【详解】此项有关系外行星海洋的科学研究由美国nasa喷气式飞机推动试验室胡伦宇（Renyu Hu）领导干部。（由来：JPL-Caltech，彩色图库：researchgate）

二氧化氮成分差别

很有可能存有海洋的另一个关键指标时大气中缺乏某一种有机物：二氧化氮。因为氯气极易溶于水，因而在有海洋的星球的大气中，二氧化氮基本上不会有。与此同时，海洋的pH（酸碱度）水准还会危害二氧化氮的成分（假如存有得话）。

除此之外，海洋星球大气里的二氧化碳含量应比一氧化碳多。假如一颗星球的大气中既缺乏二氧化氮又有过多的二氧化碳，这将是这一星球存有海洋的强有力直接证据。如同领导干部此项科学研究的美国nasa喷气式飞机推动试验室（JPL）的胡伦宇（Renyu Hu）常说：

“如果我们观查到热化学反应平衡的特点，人们会获得结果，这颗行星太热了而不能定居。相反，假如在一颗系外行星上并没有观查到热化学反应平衡的特点，都没有观察到有汽体融解于液态海洋里的大气特点，那样我们将觉得它有极强的概率是适居的。

“大家都还没立即的监测直接证据来说明亚海王星的一同物理学特征是什么。当中的很多也许有很多的氡气大气层，但仍有许多有可能是“海洋行星”。希望在不久的将来，本文能激起更多的是观察，从而获得问题的答案。“

【详解】亚海王星种类行星的艺术概念，全世界覆盖着海洋。（由来：Amanda Smith/ University of Cambridge，彩色图库：EarthSky）

未来发展趋势

NASA的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）将在12月18日发送，它将配置一个可以剖析一些星球大气的光谱分析仪。如文章内容上述：

“这种混合气体在行星的散射光谱分析中产生了与众不同的特点，应用詹姆斯韦伯太空望远镜开展适当总数的反复凌日观察应该可以区别星球上的中小型大气层与K2-18 b等行星上的极大大气层。因而，这类方式带来了一种应用全新机器设备测量亚海王星型系外行星的大气品质和适居性的方法。“

也就是说，应用化学方法，JWST可以鉴别大气中很有可能证实系外行星存有海洋的征兆。看一下JWST在未来几个月或者两年时会发现什么，这可能是十分激励人心的。

一句话总结：美国nasa的科学家研究发觉，应用化学方法，能在遥远的系外行星上寻找潜藏的海洋。存有海洋的星球与并没有海洋的星球的大气成份迥然不同，主要包括二氧化氮的贫乏。

（注：应用光谱仪成像仪检测气体成分的方式检测气体成分，并且以气体成分成分与存有海洋的相关性获得存有海洋的概率，除开热化学反应平衡相关内容，别的具体内容和化学学科的关联性觉得真的不高啊……）

BY: Paul Scott Anderson

FY: Aphelion

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