在即將到來的下一代望遠鏡中，我們或許能看到系外行星上的高山

天文學家已經找到了一種方法來確定系外行星上的山脈和其他特徵。在下一代望遠鏡的觀測數據下，我們或許能更真實的了解到系外行星上的信息，對探測外星生命和地外文明有重要意義。

圖片來源：ESO / L

在過去的幾十年里，系外行星的研究取得了突飛猛進的發展。在地面觀測站和開普勒飛行任務之間，一共在2,792個系統中共確認了3,726顆系外行星，其中622個系統擁有不止一顆行星（截至2018年1月1日）。而在未來幾年，由於部署下一代望遠鏡任務，科學家預計可能有更多的發現。

圖片來源：NASA /蒂姆派爾

現在天文學家通過測量恆星發出的光線下降的速度和發生變暗的時間，來確定系外行星的存在，以及對它們的大小和軌道周期進行精確的約束。根據McTier和Kipping的說法，這種方法也可以揭示地理特徵的存在 - 例如山脈，火山，戰壕和隕石坑。

換句話說，當一顆行星在它的主星前方傳播時，可以測量通過行星本身的光線的微小變化。這些可能表明存在山脈和其他大規模特徵，如大規模的裂縫。為了驗證這一理論，他們把太陽系建探測系外行星的模型，以便Transit（Transit方法（又名。Transit Photometry）是目前檢測系外行星最流行和最可靠的手段。它由天文學家隨著時間的推移測量遙遠恆星的光線曲線並尋找亮度的周期性下降。這些傾角是外行星相對於觀測者在恆星前方（即過渡）通過的結果）過程中散射光如何顯示大尺度特徵。

喜馬拉雅山脈的衛星圖像

天文學家通過模擬喜馬拉雅山脈來向外解釋這個步驟，現在假設行星從我們的角度來看它是從它恆星星球轉過來的，它完成了一次旋轉的一半，這就是看到這個星球的所有特徵都沒有重複出現在其輪廓上的必要條件。當我們假想的行星旋轉，喜馬拉雅地塊進出視野時，輪廓的變化將導致不同的過境深度......「

最終，他們認為火星將是理想的測試案例，因為它具有小尺寸，低表面重力和活躍的內部火山活動的組合，使其成為他們所說的「太陽系中最顛簸的天體」。當與白矮星配對時，這提供了使用光線曲線來確定exotopography的最佳情況。

從軌道上看，火星上最偉大的山奧林匹斯山

在距離大約0.01AU（這將在白矮星的可居住區內）時，他們計算出一個火星大小的行星將有11.3小時的軌道周期。這將允許在相對較短的觀察期內觀察到許多過境，從而確保更高的準確度。與此同時，團隊承認他們提出的方法存在缺點。由於存在天體物理學和儀器雜訊，他們認為當研究太陽類星體和M型（紅矮星）恆星周圍的系外行星時，他們的方法是徒勞的。但是對於火星般的行星繞著低質量的白矮星來說，這種方法可以產生一些非常有價值的科學回報。雖然這聽起來可能相當有限，但它會提供一些相當迷人的機會來了解更多關於超越我們太陽系的行星。正如他們解釋的：

「在太陽系外的行星上尋找山峰的第一個證據本身就令人興奮，但我們也可以從地表特徵的存在和分布中推斷行星特徵。例如，檢測到山脈的存在可以讓我們認識到該行星的內部結構。「如具有高度顛簸的行星表明構造活動或由內部熱源引起的熔岩堆積。碰撞最高的那些（即像火星）表明它們也經歷了內部過程，低表面重力，火山作用和缺乏構造板塊運動的組合。同時，低顛簸的行星不太可能具有這些內部過程，並且它們的表面更有可能被外部因素塑造 - 例如小行星轟擊。

OWL望遠鏡藝術渲染圖

而上面的一切理論都在極大口徑的望遠鏡觀測的基礎下，根據他們的估計，計劃在未來幾年內投入使用的各種超級望遠鏡來完成此項任務。其中包括ESO的極大型望遠鏡（OWL）望遠鏡，這是一種100米的光學和近紅外望遠鏡，將在超大望遠鏡（VLT）和即將推出的極端望遠鏡 （ELT）的成功基礎上發展起來。以及另一個巨像望遠鏡，一個74米的光學和紅外望遠鏡，目前正在由一個國際財團委託。一旦投入使用，它將成為探測太陽系外生命和地外文明的最佳望遠鏡。

當下一代望遠鏡進入太空或在地球上完成建造時，我們可以預見到會有更多的系外行星被發現。與此同時，我們可以預見到關於這些行星的重要細節也會被發現，這些以前是不可能的，但在未來將會成為可能，他們有沒有大氣層？他們有海洋嗎？他們有山脈和峽谷嗎？我們希望找出答案！

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