哈勃首次拍摄到月食

为了在遥远的星球上寻找生命，天文学家正在利用一种非常大且附近的工具——我们自己的月球。

去年月全食期间，天文学家将哈勃太空望远镜对准了我们的月球，它就像一面巨大的月球镜子。这是太空望远镜首次捕捉到月全食，这一举动甚至可能帮助我们在宇宙的其他地方找到生命。

与日全食不同，日全食是指月球滑入太阳和地球之间，而月全食期间，我们的星球则在太阳和月球之间徘徊。由于地球挡住了月球对太阳的视线，只有一丝光线可以挤过行星大气层，在月球表面投下阴影。

哈勃对这种宇宙时钟装置的观察是首次对此种观察，其详细观察结果刊登在上周的《天文学杂志》上。

“我们希望将地球视为一颗系外行星，并以这种方式观察地球光谱中以前从未观测过的部分，”美国宇航局戈达德太空飞行中心的 Giada Arney 说道，他是这篇科学论文的合著者。这样一来，这项技术就可以应用于实际的系外行星。

地球是寻找其他星球生命的完美且唯一的类比。研究人员意识到，从月球反射的光线与他们目前正在寻找的东西很相似：当遥远星球在其主星前行进时，光线穿过星球大气层。阿尼说，这与月食期间发生的几何现象类似。换句话说，研究人员希望了解，如果外星观察者从光年之外观察地球，我们的星球会是什么样子。

得益于哈勃望远镜的观测，科学家们得以解析出日食期间一种关键化学物质：臭氧。此前对地球臭氧层的探测都是从我们这边的地面进行的，同时伴随着大气层其他部分的扭曲。哈勃望远镜利用其在太空中的独特优势，通过扫描日食期间从月球反射的紫外线消除了这种扭曲。臭氧是由三个氧原子结合在一起形成的；当太阳用紫外线照射氧分子 O2 时，两个原子重新排列成三个原子，从而形成臭氧。臭氧层是由大量臭氧分子组成的，被称​​为臭氧层，是抵御太阳紫外线辐射的保护盾。

臭氧的存在通常是生命存在的直接证据——例如，植物通过光合作用在地球上呼出分子氧，这些分子氧在大气中转化成臭氧。因此，如果我们在系外行星的大气中看到臭氧，阿尼补充道，这可能表明那里也存在光合作用。

“哈勃望远镜的这些新观测表明，一个足够强大的天文台将能够在遥远的类地行星凌日其主星的光谱中识别出臭氧的痕迹，”加州大学河滨分校天体生物学助理教授爱德华·施维特曼 (Edward Schwieterman) 表示，他没有参与这项研究。“这项研究对该领域做出了重要贡献，因为之前对地球透射光谱的观测大多是在近红外波段，而臭氧的吸收不太明显。”

当然，我们已经知道臭氧环绕着地球。但这项新研究代表了迄今为止对该分子的最强探测。哈勃能够看到光谱中的紫外线部分，该部分被我们的大气层吸收，无法被地面望远镜观测到。

这项新观测也是未来系外行星观测的概念验证。据 Arney 称，新数据现在是我们的“基本事实”，或者说是预期的基线，研究人员有他们想要根据这些基本事实测试的模型。

“总有一天，我们会观察那些我们不知道真相的系外行星，”阿尼说。“通过这样的研究，我们可以更好地验证和改进我们将来要使用的模型。”

随着天文学家开启系外行星研究的新纪元，这一天正在一步步逼近。迄今为止，他们已经记录了 4,000 多颗太阳系外的系外行星。新一代太空观测站，例如备受期待的行星猎人詹姆斯·韦伯太空望远镜（定于 2021 年 10 月发射），可以使用这种方法揭开其他类地行星的秘密。