太阳光谱能否用来分析地球大气元素

发布网友发布时间：2023-09-15 17:56

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热心网友时间：2024-11-18 02:22

楼上朋友回答得很漂亮，我谈谈对他没有做出回答追问的看法：

恒星发射的光谱是连续谱加上表面元素吸收的暗线，但是在恒星极高的温度下，几乎不可能存在分子（最暗的M型星可能会有少许的TiO2等物质，但是太阳G型星表面5700K的高温足以打断一切化学键），换而言之，吸收光谱是原子吸收光谱，吸收峰非常锐利。

但是地球表面存在着大量的分子，比如氮气和氧气，作为分子，吸收的性质是和原子吸收光谱截然不同的，除了能级跃迁之外（即便是能级之间的跃迁和原子的吸收谱线也能明显的比出差异），还有位于红外波段的振动光谱，会有很明显的吸收。这也是楼上朋友提到的可见光的比重出现显著上升的一个原因。

另外，有必要额外介绍一个问题，尽管从理论上来说，完全可以通过光谱来探测行星的大气成分。但是现在的技术还做不到这一点，拿一个最极端的例子，月球直接反射的太阳光，和经过地照的月亮光，理论上是能比出差别的，因为原理上后者经过了地球大气，会带上地球大气的吸收光谱（显然月球表面没有大量的氮气和氧气）。其实地球照的亮度并不逊色，肉眼都能在弦月之前清楚看到月球暗面的反光，但即便如此强烈的对比，很遗憾，看到《天文（兔）爱好者》的介绍，尚且做不到从中探测地球的大气的化学成分。

相应的例子还有很多，比如金星凌日，在天文史上有重大的意义，但是并没有办法通过金星凌日探测金星大气的成分（1721年俄罗斯科学家通过金星凌日发现金星大气），直到苏联两个金星着陆器在距离金星地表25km的高度失联，人类才开始知道金星大气条件极其严苛。类似的例子还有，1988年冥王星掩星，人类也开始认识到冥王星拥有了大气，但是其大气的信息，直到去年7月飞掠的新视野号才得以深入的研究。