“这就是我们的住所。在蓝点上，“卡尔·萨根说，释放了著名的”浅蓝点”照片。该照片由旅行者1号太空探测器于1990年2月14日从60亿公里的距离拍摄。时至今日，这张照片仍然是地球上最遥远的照片。今年2月，她30岁了，为了纪念这一点，她使用了现代数字方法对其进行了处理，并获得了更加令人印象深刻的图像。（可单击）使用现代程序和技术进行图像处理的“浅蓝点”照片的更新版本
淡蓝色的点或蓝色的球-无论如何，我们的星球与蓝色相关。而且由于地球是我们所知的唯一有人居住的星球，因此可以合理地假设其他有人居住的星球将是蓝色的。但是，事实并非如此简单。
什么是颜色？
天文学家将颜色称为特定波长的光强度。光是电磁辐射（EMP），它像水面上的波一样在太空中传播。波长决定颜色。例如，波长约450 nm的EMR对我们来说是蓝色的。
但是，人们认为是彩色的实际上仅代表电磁光谱整个波长的一小部分。望远镜可以弥补光谱上的缺口，这是我们用肉眼无法看到的。红外或紫外线辐射也可以视为“颜色”。如果能看到整个EMP范围，夜空对我们来说似乎要明亮得多。
即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜可以探测红外光谱。红外波比可见光更容易穿过星际尘埃和气体。结果，望远镜将能够“看到”这些障碍。
最有趣的是，颜色可以告诉我们有关所研究对象的很多信息。恒星的颜色与其表面温度有关。红色星星较冷，蓝色星星较热。颜色还表示对象的组成。大气的颜色与空气的成分有关。从表面反射的光的颜色指示该表面的特性。空间对象的颜色通常由几种颜色组成。
地球不仅是蓝色，它的颜色还混有多种颜色，每种颜色都与某些表面和气体相关。大气中的每一个表面和每种气体在落在它们上面的日光波上都会留下自己独特的标志，从而改变其颜色。当光照射到植物叶片上时，其中包含的叶绿素吸收了部分波能，将绿色和红外部分反射回太空。光与物质的相互作用是通过光谱学研究的。
各种地面表面的颜色和反射率
EMP光谱-请注意，我们看到的（可见）光只是其中的一小部分
遥远的世界-系外行星-绕着恒星运转呢？遥远世界的色彩可以告诉我们它的可居住性。我们不能使用翘曲驱动器或进入超空间来到达这些行星，而只能使用我们从它们那里以光速获得的信息。
在与地球相似的系外行星的光谱研究中，存在两个主要问题。
首先，我们目前的望远镜缺乏分辨地球大小的行星反射的光和恒星反射的分辨率。为此，到这些物体的距离太远（请记住，从60亿公里的距离看地球看起来有多小，在这里我们谈论的是数百万亿）。恒星和行星的光融合。
我们知道系外行星存在，我们知道它们的大小，是否与地球相似，围绕它们旋转的恒星-但今天我们几乎看不到其他东西。
其次，即使我们的望远镜可以研究单个行星的光，我们也没有一块颜色可以帮助我们弄清楚我们所看到的东西的板子-我们无可比拟。我们不知道从几百个光年的距离绕着另一颗恒星运行的另一个地球会是什么样。根据红色或蓝色的太阳，我们的地球看起来会有所不同。
幸运的是，我们现在正在处理这两个问题。
未来的望远镜项目
新一代的高分辨率望远镜隐约可见。太空望远镜，尤其是James Webb，HabEx和LUVOIR。地面望远镜-例如巨型麦哲伦望远镜。它们的分辨率将使来自相对昏暗的星球及其发光恒星的光分离。
康奈尔大学天体物理学博士杰克·马登（Jack Madden）期望提高望远镜的分辨率，编写了一份色彩指南围绕其他恒星旋转的类地世界。该手册由计算机模拟生成，可用于解释我们观察到的世界的颜色并确定其可居住性。
这样的系外行星可能具有类似于地球的蓝色大气。在红色星光的照耀下，它呈绿色。
Madden通过结合在我们自己的星球上发现的地表类型来创建模拟地球：海水，玄武岩，花岗岩，沙子，树木，草，雪和云。一些模拟的行星被赋予单一的表面类型-例如，被丛林/森林完全覆盖的行星（例如《绝地归来》中的恩多）；多雪的世界（例如《帝国反击战》中的霍斯）；沙漠世界（来自《新希望》的刺青）。有些被算作几种类型的组合，例如地球。对于每个行星，都考虑了不同的选择，包括水覆盖率达到70％（如地球），完全没有云层，或者云覆盖率达到44％（如我们的平均值）的方案。
然后将这些行星放置在模拟恒星的可居住区域内，其距离应使它们接受足够的能量，以使水保持液态。模拟恒星的表面温度范围从3900 K到7400 K，对应于12个类别和子类别的恒星，包括F，G和K类。
与我们的太阳相比，该范围包括较凉和较红的恒星，后者属于G类，具有表面温度大约5770 K，而且越来越蓝。名单中甚至排除了更冷的M级恒星。为了获得足够的能量，行星必须在离它们如此近的轨道上旋转，以至于有遭受太阳耀斑的危险。而且，这样的行星将来到与恒星同步旋转，并且将其旋转到一侧。
结果，模拟了30种不同类型的行星表面和12种不同类型的恒星。总共获得了360个不同的行星，它们的波长从0.4到20微米（对应于从可见光到红外的光谱）。
“地球是我们居住世界的唯一例子。我们为找到一个能够支持和平而又不像地球的世界做好准备的准备就越好，我们越早发现其存在的迹象。我们将配备可探测遥远行星大气中生命迹象的望远镜，我们将编制一系列广泛的模型供我们比较。根据观察到的条件，我们将能够找出哪种类型的表面能够维持液态水存在所需的温度，”杰克·马登写道。
系外行星及其绕月球运行的明亮F级恒星有时会排列在一起。散射的光从云层的顶部反射，从特定的角度为所有观察者形成一幅炽烈的图画。
宜居的颜色
通过模拟行星，可以为将来的望远镜创建指南，并计划用它来寻找系外行星。通过将观测光谱与模拟的类似地球的行星进行比较，可以更容易地了解我们是看到一个覆盖着云的丛林世界，一个海洋行星，一个无气的岩石，还是一个拥有许多不同表面类型（例如地球）的大陆世界。
模拟还揭示了行星表面与恒星发出的光之间相互作用的细节。例如，尽管较冷的恒星发射的能量少于较热的恒星，但由于更多的辐射落入红外范围，它们更有效地加热类地球。
取决于它们如何吸收或反射特定恒星光的方式，不同类型的表面也会影响行星表面的温度。在蓝色恒星的光照下，蓝色表面会更冷，而红色表面会吸收更多的蓝色光并变暖。
行星的颜色对比度也因其表面的性质而改变。绕着钝的K级恒星运转的沙漠星球的亮度可能是绕着明亮的F级恒星运转的海洋覆盖星球的亮度的两倍：海水反射的光少于沙子。
行星的表面类型会严重影响其表面温度和宜居性，以及它在我们的望远镜中的可见程度，具体取决于其恒星的类型。这些信息将帮助我们为未来的超级望远镜选择恒星，并提高分辨率后可以返回的系外行星。
来自模拟系外行星反射和发射光组合的样本。代表了具有30％的不同类型的表面和70％的被海水覆盖的表面以及有无云的行星。Y轴表示给定表面反射的能量，X轴表示波长。
拥有生活
行星大气反射的光可以告诉我们有关其组成的信息。穿过行星的大气层，恒星的光因那里存在某些气体而发生变化。望远镜可以检测到这些变化。
通过模拟所有这些世界，可以简化识别行星大气中甲烷和氧气等气体的存在的任务。通常，甲烷和氧气会被相互破坏，因此它们在地球大气层中的持续存在（如地球上发生的情况）可能是那里正在进行生物过程的信号，恢复了其中一种或两种气体的储备。
借助所谓的“植物”也可以在很远的距离看到植物。约700 nm波长范围内的“红色边缘效应”-红色和近红外光。在光谱的这一点上，模拟的树木覆盖的行星的反射率急剧增加。陆地植物反射红外光，以保护自身免受光合作用期间的过热影响。
Madden的模型中未包含其他有趣的可能性。例如，目前尚不清楚行星的光谱将如何变化，这不仅会反射光，还会发出自己的光谱。这种光可能是行星表面上的生物发光生物的结果（例如来自Avatar的Pandora）。在将来的行星搜寻中，我们将能够发现这样的机会。
Madden不仅模拟了行星的光谱特征，而且还针对该主题制作了数字绘图。本文介绍了他的一些作品，其他作品可以在他的网站上找到。