所有原子和分子都在光谱中发出独特谱线，谱线的细节取决于物质内部结构(例如分子的振动和旋转特性)以及它们如何被环境激发。对这些特征的亮度、相对强度和形状的测量，至少理论上使天文学家能够重建这些环境的大部分基本特性，包括物质的丰度、温度、密度和运动。但是为了取得成功，科学家们需要定量准确地知道温度、密度等如何影响每个原子或分子的激发，以及每种物质如何发出光作为响应，例如，氧和氮分子的碰撞对氧分子的影响与氢的碰撞不同。
CfA天文学家开发并维护HITRAN(高分辨率传输)数据库，这是一个诊断光谱参数的汇编，是计算从微波通过光谱紫外区大气分子辐射的标准。近年来，随着数千颗系外行星的发现，以及探测其大气层和测量其成分的技术不断改进，HITRAN获得了特别新的重要性。HITRAN通常被用来模拟这些奇异的大气。
例如，氧分子碰撞激发的分子氧吸收，被认为是潜在宜居系外行星上的一个重要生物标志物，但对这一吸收特征的检测还不够：它需要一个解释。CfA天体物理学家Tijs Karman、Iouli Gordon、Bob Kurucz、Larry Rothman和Kang Sun带领一组同事更新了HITRAN：
其中包含了许多构建系外行星大气模型所需分子的碰撞诱导吸收特性。关键分子种类包括氮、氧、甲烷、二氧化碳和氢，这些数值参数是从大量新实验室和理论论文中收集的，经过验证后纳入HITRAN数据库。新的汇编在解决当前需求方面走了很长的路，但是研究人员指出，需要更多的实验室和理论研究来包括其他影响，例如水，以及目前所包括的物质同位素变异。
碰撞诱导吸收(CIA)现象的正确参数化对行星大气精确建模至关重要。HITRAN光谱数据库在一个专门的部分中提供了这些参数。该研究针对对HITRAN CIA数据进行了显著修订和扩展，以及现有对更广泛的光谱和温度范围。数据库现在包含了N2N2、N2H2、N2CH4、N2H2O、N2O2、O2O2、O2CO2、CO2CO2、H2H2、H2He、H2CH4、H2H、HHe、CH4CH4、CH4CO2、CH4He和CH4Ar碰撞对的CIA，还提出了从天体物理学角度消除剩余缺陷或缺乏数据的愿望清单。
博科园｜研究/来自：哈佛史密森尼天体物理中心
参考期刊《Icarus》
DOI: 10.1016/j.icarus.2019.02.034
发表于 2020-5-10 02:36
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