據國外媒體報道，科學(xué)家發(fā)現系外行星仙女座ud（Upsilon Andromedae d）位于恒星周?chē)目删幼?，并推測這個(gè)行星系統中一顆巨大的衛星表面可支持液態(tài)水的存在，且在仙女座ud上可以看到大衛星的輪廓。這類(lèi)行星還可能是一顆第二型系外行星（根據薩達斯基系外行星分類(lèi)法）?？茖W(xué)家使用了偏振測量法探測系外行星大氣中散射出的光線(xiàn)，從而發(fā)現行星上是否存在云層，及云層中是否有水蒸氣存在。如果這個(gè)情況在仙女座ud的大衛星上發(fā)生，那么大氣中將會(huì )出現白色的云層，而不是類(lèi)似木星和土星大氣中黃色、紅色相間的云層。
目前，天文學(xué)家對銀河系內行星或者系外行星的了解幾乎都來(lái)自對它們軌道信息的研究探索。每當要觀(guān)測的行星經(jīng)過(guò)它們的恒星時(shí)（過(guò)境），恒星的光線(xiàn)就會(huì )穿過(guò)過(guò)境行星的大氣，我們只要探測到這些光譜就能分析出大氣中的成分。加州大學(xué)圣克魯茲分校的天文學(xué)家斯隆維克托維茲（Sloane Wiktorowicz）認為：我們已知的大多數行星很少被觀(guān)測到過(guò)境現象，因此我們對它們的大氣組成一無(wú)所知。事實(shí)上，在已探測到的行星中僅不超過(guò)10%的行星已經(jīng)被科學(xué)家分析過(guò)大氣成分，其另一原因是行星的亮度僅是恒星的千分之一。
然而，維克托維茲和他的同事使用了一種新方法探索外星大氣的成分，即探測行星散射出的光線(xiàn)。該方法可應用于過(guò)境和非過(guò)境系外行星的研究?？梢越议_(kāi)此前許多沒(méi)有被探測過(guò)的系外行星大氣之謎。為了解散射光的探索原理，可以將光波看成類(lèi)似電場(chǎng)的行為方式，分布于四周的空間中。當來(lái)自恒星的光線(xiàn)在行星大氣中發(fā)生了散射，就會(huì )在一個(gè)方向上就會(huì )出現偏振變化，這就有別于探測行星過(guò)境時(shí)的直射光線(xiàn)以及在行星表面發(fā)生反射的光線(xiàn)。
分析這類(lèi)光線(xiàn)的技術(shù)主要使用了偏振器，不但可以探測外星大氣是否存在，而且還能了解到其組成以及不同高度的大氣結構。麻省理工學(xué)院天體物理學(xué)家薩拉·西格（Sara Seager）第一個(gè)建議使用偏振測量法對行星大氣進(jìn)行研究，通過(guò)對不同可將光波段的探測，可提供更多的關(guān)于目標行星大氣的額外信息，比如大氣中是否存在云或者霧等，這些信息都是其他方法所難以采集到的。
最典型的例子就是對金星云層的判斷了。在早前對金星大氣研究過(guò)程中，研究人員以為金星厚厚的云層中可能存在水。雖然直接使用光測量法并不是得出金星大氣存在水的唯一途徑，但在上個(gè)世紀70年代，科學(xué)家通過(guò)陸基望遠鏡偏振法發(fā)現金星的云層充滿(mǎn)了硫酸液滴，接著(zhù)又發(fā)射了金星探測器進(jìn)行著(zhù)陸勘察，證明了偏振測量法的結論是可靠的。
加利福尼亞大學(xué)圣克魯斯分校天文學(xué)家格雷格勞克林（Greg Laughlin）認為：這是一種全新的視覺(jué)來(lái)觀(guān)測太陽(yáng)系之外的行星。我們雖然可以探測到它們的存在，但是很難獲得關(guān)于這顆行星的物理信息等，因此該方法是極具價(jià)值的。對此，維克托維茲認為這項技術(shù)還能簡(jiǎn)化對系外行星的觀(guān)測設備，比如只需要使用較小的天文臺就可以探索這些行星的大氣組成。尤其是耗資巨大的空間望遠鏡，比如詹姆斯韋伯空間望遠鏡就遇到資金困難的問(wèn)題，這對未來(lái)的系外行星研究有著(zhù)重要幫助。
但該方法也有一個(gè)缺點(diǎn)，即如果目標行星的軌道半徑距離其公轉的恒星太遠，所探測的信號將非常微弱。這就意味著(zhù)該技術(shù)只能用于探索距離恒星較近的行星大氣，同時(shí)該方法也不適用于發(fā)現系外行星，目前發(fā)現系外行星的主力還是開(kāi)普勒系外行星探測器，所屬的“行星狩獵”計劃進(jìn)展順利。
為了探測到遙遠星光的偏振，維克托維茲和他的同事開(kāi)發(fā)了特質(zhì)玻璃的偏振器，振動(dòng)頻率可達到每秒數萬(wàn)次。最新的偏振器被稱(chēng)為POLISH2，擁有兩組振動(dòng)玻片可同時(shí)測量所有包含重要信息的偏振光。近兩年，這種新型的偏振器被林克天文臺三米直徑的望遠鏡所使用，以探索系外行星大氣，可為我們揭示距離我們數萬(wàn)光年遠的行星表面。
雖然POLISH2已經(jīng)擁有足夠的精度探測系外行星大氣，但是影響因素卻來(lái)自地球本身。地球大氣的擾動(dòng)、反射鏡面上的微塵都會(huì )干擾對目標行星大氣成分的研究。僅需十米直徑的望遠鏡就能分析大部分的系外行星，可以探測海王星大小的行星，其特征明顯有別于體積接近木星的行星。與POLISH2類(lèi)似功能的偏振器已經(jīng)使用在歐美三十米直徑望遠鏡上，而維克托維茲想要證明的是：可使越來(lái)越多的小望遠鏡能勝任這項觀(guān)測。
