尋找外星海洋新解方：從正確角度觀測海面反射的關鍵光芒
人類目前已發現逾 5,500 顆系外行星，其中數十顆位於適居帶，理論上可能擁有海洋，但我們從未確認找到過。近日，亞利桑那大學研究人員 Eleanor Cornish、Tyler Robinson 探討一種利用「閃光」找到系外行星海洋的獨特方法。
當你站在海邊看夕陽，陽光以很低「斜角」照射海面，海平面突然像巨大鏡子反射一片燦爛金光，同樣原理可利用在尋找系外天體地表的潛在性液態海洋。
亞利桑那大學研究人員首次系統性模擬「外星海面反光」可行性，並為即將建造的適居世界天文台（Habitable Worlds Observatory，HWO）提供重要設計參考。
當我們從地球觀測一顆系外行星，它會像月球一樣具盈虧變化，當該行星處於亮面，照射至行星的恆星光會從各角度反射，很難分辨表面是否存在海洋。但當該行星處於暗面，恆星光會以極淺角度「滑」過海面，像鏡子一樣直接反射回地球望遠鏡，出現行星突然「變亮」的現象。
關鍵一步在於當觀測角度超過 120 度，會出現反射光變紅特徵，這是因星光在海面「滑行」必須穿過行星大氣層很長一段距離，藍光在此過程被大氣散射，只剩下紅光能抵達望遠鏡，研究人員表示，只要從正確角度捕捉海面反射的星光尋找這種紅化現象，就能作為系外天體地表海洋存在有力證據。
研究團隊進一步調整名為 rfast 的大氣模擬工具，並加入 Cox-Munk 海洋模型（模擬風速與海浪如何影響反光），發現即使環境雜訊相對高，只要觀測角度大於 120 度，就能有效區分「有海洋」與「無海洋」行星。
不過研究人員也點出雲層是最大「攪局者」，濃厚雲層可能完全遮蔽海洋反光，某些高空卷雲也可能散射星光，造就假反光效果。為分辨反射光來源，研究人員建議另外比對氣體吸收譜線與液體吸收譜線的差異。
人類尋找第 2 顆藍色星球的旅程或許不需複雜化學分析，只需在對的時間、對的角度，靜靜等待那道跨越數光年、專屬液態海洋反射的星光乍現即可。
（首圖來源：AI 生成）