地球陆地卫星图像上出现的神秘闪光困扰了研究人员几年。现在，科学家们终于确定了罪魁祸首：漂浮在地球表面上空高处的冰晶。
这一发现可能有助于完善关于云层如何调节地球温度的观点。它也可能帮助科学家寻找绕其他恒星运行的类地系外行星。加州大学圣克鲁兹分校的行星科学家泰勒·罗宾逊说，闪烁的系外行星可能含有水，并且是“潜在的地球双胞胎”，他没有参与这项研究。
密歇根理工大学（位于霍顿）的物理学家亚历克斯·科斯廷斯基和他的同事使用来自深空气候观测站（DSCOVR）上仪器的图像解开了这个谜团。该卫星于 2015 年发射，停泊在距离地球 150 万公里的地方。
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该团队本周在《地球物理研究快报》上报告说，太空仪器之前也捕捉到过这种闪光，但从未从如此远的距离捕捉到。事实上，科斯廷斯基说，“我们没想到会在这么远的地方看到它”。“这非常令人惊叹。”
一丝阳光
研究人员称这些闪光为“闪烁”，当阳光从光滑的、镜面般的表面（如水体或云层中的扁平冰晶）反射时就会发生。这些反射只发生在特定的纬度，即太阳到地球的光线角度与地球到观测航天器之间的角度相匹配的地方。
科斯廷斯基和他的同事绘制出了可能发生闪烁的纬度，以及 DSCOVR 生成的图像上陆地上出现亮点的位置，并发现它们是匹配的。这表明这些闪光是闪烁，而不是闪电或生成图像的仪器中的故障。
科斯廷斯基说：“在那时，我们开始怀疑云层中的冰晶，因为它们是扁平的。”“但是你如何证明呢？”
那时，该团队转向氧气，当光线穿过地球大气层时，氧气会吸收特定波长的光。由于来自水体的闪烁比来自云层的闪烁穿过更多的氧气，研究人员可以使用图像中不同的光波长来估计反射的来源。
DSCOVR 图像上闪烁的吸收与来自离地面 5-8 公里物体的反射预期相符。这表明中高层云层中镜面般的冰晶是神秘闪光背后的原因。
地外闪烁
DSCOVR 上相机收集到的一些闪光非常明亮，甚至在 150 万公里之外也暂时压倒了仪器的传感器。加州帕萨迪纳市喷气推进实验室的天体物理学家马克·斯温说：“这是一个非常强烈的信号。”
他说，“这太令人兴奋了”，因为这意味着这些闪光可能足够明亮，如果它们出现在系外行星上就可以被探测到。这些闪光可能成为帮助研究人员确定系外行星是否含水的标志。
罗宾逊说，这些其他世界非常遥远，任何感知到的闪光可能都来自海洋或更大的水体，而不是来自大气中微小的冰晶。“行星上覆盖冰云的那片区域很可能非常小，”他说——除非行星被冰云覆盖。
尽管如此，这些结果还是让系外行星研究人员感到兴奋。“对我来说令人兴奋的是，这种效应有可能发生在水冰以外的不同材料以及不同类型的系外行星大气中，”斯温说。那么，这种效应可能会“更强，这可能会对我们未来研究系外行星的方式产生影响”。
本文经许可转载，并于首次发布于 2017 年 5 月 18 日。