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科学家寻找外星化学信号以发现生命迹象

发表时间:2017-02-24    来源:凤凰科技

  近年来发现的外星世界数量与日俱增,例如,开普勒太空望远镜进行的系外行星搜索预测银河系内至少存在300亿颗适合生命存在的行星。但问题是,如何确定一颗行星是否支持生命存在?

  自20世纪60年代起,搜寻外星生命的策略主要依赖于一个假设——它们将使用类似地球的化学机制,这是一个巨大的假设。现在,美国麻省理工学院类地行星理工学院天体物理学家萨拉·西格尔(Sara Seager)和同事正在扩展这项搜寻。他们提出了一种在外星大气层里鉴别非类似地球生命形式的特征的方法。

  西格尔和麻省理工学院的同事威廉·贝恩斯(William Bains)和胡仁宇(Renyu Hu)建议寻找不平衡的气体。例如,如果天文学家发现了异常高含量的某种气体自然的降低,这将暗示着某些东西正在重新补充这些供给。在地球上,如果氧气、臭氧和甲烷快速的消耗彼此,其它气体会因受到太阳发出的紫外线辐射而消失,没有了生命,这些气体也将不复存在。

  研究小组建立了一个模型预测在一个特定的大气层里,元素将如何自然的结合。未预测的分子含量可能暗示着生命的存在。地球物理学因素,例如火山,也可能会导致大气层充满气体。为了区分其中的差别,这个模型计算了产生这些异常值所需要的地表活生物的质量。如果这项估计反映了合适的量,那么你可能发现外星生命,西格尔说道。如果结果暗示着一颗星球可能存在超过物理上合理范围的生物量,那么这些化学物质可能并不是由外星生命产生的。

  例如土星的卫星土卫六,太阳光应该能够引发大气层里乙炔的产生,但大气层内并未发现任何乙炔的存在。有人说这可能是生命的迹象,西格尔的研究小组发现,如果事实的确如此,那么土卫六应该被覆盖了1.5米厚的以乙炔为食的生物层。科学家对土卫六多岩石、蒸汽覆盖的表面的理解暗示着这并不太可能。研究小组总结称,这种化学反应很可能是因地质过程所致。

  “萨拉的研究将帮助我们发现怪异的生命,从而避免了盲目的搜寻,” 美国马里兰州美国宇航局戈达德太空飞行中心的肖恩·多马加尔-高德曼(Shawn Domagal-Goldman)这样说道。

  在一个大气层主要是由氢气组成的行星上,这个模型预测氯甲烷、二甲基硫醚和一氧化二氮可能暗示着生命的存在:地表一定数量的外星生命将产生足够量的、可观察到的这些气体。多马加尔-高德曼表示未来工作将关注于确定还有什么其它过程也会产生这些气体,从而排除错误判断。如果幸运的话,预计于2018年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜将能够观测到西格尔暗示的外星化学信号。

  多马加尔-高德曼将西格尔的研究比喻成一扇敞开的大门。“它打开了我们寻找外星生命的可能性。我们在系外行星发现的一切都让我们讶异不已。当我们开始寻找生命,倘若我们连如何寻找怪异事物的方法都不清楚,那何来惊讶可言。”(编译/严炎刘星)

编辑:edenglei    

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