2025年大学《空间科学与技术》专业题库——太阳系外行星的大气环境研究.docxVIP

2025年大学《空间科学与技术》专业题库——太阳系外行星的大气环境研究

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在题后括号内）

1.下列哪种方法是目前获取太阳系外行星大气成分信息最主要的技术手段？

A.直接成像法

B.掩星法

C.凌日法

D.多普勒测速法

2.当一个类地行星在其母星的视面上发生凌日时，从地球上看，其亮度会轻微下降。这种亮度变化主要反映了：

A.行星直径的大小

B.行星表面温度的高低

C.行星与母星之间的距离

D.行星大气层的存在及其厚度

3.在分析凌日法获取的系外行星大气光谱时，我们通常关注的是：

A.行星自身发出的连续谱

B.母恒星发出的连续谱

C.大气成分吸收母恒星光谱而产生的暗线（谱线）

D.行星反射的母恒星光

4.与类地行星相比，热木星大气中通常含有较高的金属丰度。这里的“金属”主要指的是：

A.氢和氦等轻元素

B.氧、碳、氮等生物必需元素

C.钠、钾、镁、钙等重元素

D.水蒸气、氨气等挥发性气体

5.行星的大气层能够使其表面维持高于绝对零度的温度，这主要是由于：

A.行星核心的放射性元素衰变

B.行星自转产生的离心力

C.行星大气中的温室气体吸收并重新辐射红外线

D.行星与恒星的距离适中

6.詹姆斯·韦伯空间望远镜相比哈勃空间望远镜，在研究系外行星大气方面的主要优势在于：

A.能够观测到更近的系外行星

B.能够观测到更暗弱的行星信号

C.具有更广的观测波段范围，尤其是在红外波段

D.能够直接“看到”行星的表面细节

7.在讨论系外行星的宜居性时，“宜居带”通常指的是：

A.行星公转轨道所在的区域

B.行星大气能够有效维持液态水的温度范围

C.行星自转速度较快的区域

D.行星磁场较强的区域

8.氧气和甲烷同时存在于一个系外行星的大气中，科学家可能会将其视为寻找生命存在的潜在证据，但需要谨慎对待，因为：

A.这两种气体在地幔活动中也可能产生

B.它们的存在可能仅与行星的板块运动有关

C.它们的浓度可能远低于生物产生的水平

D.氧气的存在本身就足以证明生命的存在

9.行星大气的云层对行星的能量收支具有重要影响，其主要作用是：

A.像温室玻璃一样，允许可见光进入，但阻止红外线逃逸

B.反射大部分来自恒星的可见光，使行星表面变冷

C.吸收大部分来自恒星的紫外线，保护行星表面

D.通过对流运动，将热量从行星表面输送到高层大气

10.掩星法（或称食星法）主要用于研究：

A.行星本身的光谱特性

B.行星与其卫星之间的相互作用

C.行星大气的密度和磁场

D.行星被其卫星遮挡时大气的变化

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在题后横线上）

1.通过分析系外行星大气对母恒星光谱的吸收，可以推断出大气中的_______成分及其_______。

2.凌日法观测到的行星大气光谱通常呈现出_______形状的吸收特征。

3.热木星之所以呈现深红色或棕红色，通常认为与其大气中富含_______有关。

4.确定一个系外行星是否具有“宜居潜力”，除了考虑其轨道位置外，还需要关注其_______、_______和_______等因素。

5.詹姆斯·韦伯空间望远镜的主要观测波段是_______波段，这使得它能够探测到更_______（热/冷）行星大气。

6.在系外行星大气研究中，_______和_______被认为是寻找生命存在迹象的关键生物标志物。

7.行星大气的_______结构对其整体气候和能量平衡至关重要。

三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）

1.简述凌日法探测系外行星大气的基本原理。

2.简述直接成像法探测系外行星大气的优势和主要挑战。

3.简述温室效应在地球和系外行星大气中的作用机制。

4.简述“生物标志物”（Biosignature）在系外行星大气研究中的含义。

四、论述题（每题10分，共30分。请结合所学知识，深入论述下列问题）

1.论述影响系外行星大气演化的主要因素有哪些。

2.结合具体实例，论述如何通过分析系外行星大气光谱来推断其大气成分。

3.阐述目前系外行星大气研究面临的主要挑战，并简要展望未来的发展方向。

试卷