月球也可作镜子？哈勃利用这个超大镜子来研究了地球，效果很不错

观察我们自己的星球可以帮助我们在其他星球上找到生命。

臭氧层有益于生命存在在星球上，2019年月食期间科学家通过使用哈勃深空望远镜对月食期间月球反射的光谱进行研究，用以在别的星系系统中寻找宜居星球。

2019 年 1 月 20 日至 21 日，地球位于太阳和月球之间，在月全食中覆盖着带有阴影的岩石天体。 在地球上，月球对我们来说可能看起来很暗，但它从太空看就像一面巨大的月球镜。 美国宇航局的哈勃太空望远镜使用月球反射阳光来观察地球大气层，探测行星臭氧的指纹。 通过观察地球的臭氧，科学家们将能够探测到能够在我们之外的其他星球上孕育生命的条件。 本周发表在《天文学杂志》上的一项研究详细介绍了哈勃的观测结果。

这张图说明了月全食，显示了从月球反射的阳光。 Kornmesser (ESA/Hubble)、NASA 和 ESA。

哈勃于 1990 年发射升空，此后太空望远镜一直在低地球轨道上漫游。

为了观察地球的大气层，望远镜没有直接观察这颗行星，而是利用月球反射在月全食期间穿过地球大气层的阳光，因为这颗行星被夹在月球和太阳之间。

天文学家以前曾使用过这种方法，但这是第一次从太空望远镜中以紫外线波长捕获月全食，紫外线波长介于可见光和 X 射线之间。

通过这样做，太空望远镜能够探测到臭氧的光谱指纹。臭氧是一种由地球高层大气中的三个氧原子组成的气体，可作为抵御太阳紫外线辐射的保护屏障。

当地球大气中的氧气暴露在高浓度紫外线下时，臭氧会自然形成，充当我们星球周围的毯子。

“光合作用可能是在任何星球上进化的最高效的新陈代谢，因为它由星光的能量提供燃料，并使用宇宙中丰富的元素，如水和二氧化碳，”美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的科学家 Giada Arney ，以及这项新研究的合著者，在一份声明中说。 “这些必要的成分在宜居行星上应该很常见。”

当科学家们在其他星球上寻找生命迹象时，臭氧是其他星球宜居性的有力指标。

“发现臭氧很重要，因为它是分子氧的光化学副产品，而分子氧本身就是生命的副产品，”科罗拉多州博尔德市大气和空间物理实验室的研究员、这项新研究的主要作者 Allison Youngblood，在一份声明中说。

然而，仅仅发现氧气并不能表明另一个行星上有很多生命，在天文学家确认系外行星的宜居性之前，还有很多其他因素需要考虑。

当系外行星在它们的主恒星前方运行时，望远镜会检测到行星大气中化学物质的特征，因为它们会过滤掉恒星光线中的某些颜色。然而，与地球类似的较小行星的大气层较薄，这使得这种类型的检测更加困难。

因此，为了观察较小的系外行星，将需要更大的望远镜。

地球哈勃最近的观测是正在进行的完善这些类型观测实验的一部分，因为我们的星球是我们所知道的唯一一个拥有生命的小型岩石世界。地球是在其他行星上寻找生命的完美且唯一的模拟物。

我们使用哈勃太空望远镜的 STIS 光谱仪观测了 2019 年 1 月的月全食，以获得对地球作为凌日系外行星的第一次近紫外 (1700–3200 Å) 观测。能够执行外地球透射光谱的天文台和仪器正在开始规划，表征地球的透射光谱对于确保在任务中适当捕获关键光谱特征（例如臭氧或 O3）至关重要概念研究。

O3 是由 O2 光化学产生的，O2 是当今地球上主要代谢的产物，在未来的观测中将作为系外行星生命存在的重要证据。月食的地面观测提供了地球在光学和近红外波长下的透射光谱，但最强的 O3 特征是在近紫外波段。

我们描述了用于从哈勃月食光谱中提取透射光谱的观测和方法，并通过与包括地球折射效应的地球模型进行比较，识别地球透射光谱中 3000-5500 Å 区域内 O3 和瑞利散射的光谱特征。月食期间的大气。

我们的近紫外光谱没有特征，这是由于在日食期间由于极强的 O3 吸收而未完全衰减近紫外阳光穿过地球大气层时以及当阳光在其高度处传播到月球表面时错过了狭窄的时间跨度的结果穿过 O3 层而不是上面。