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    热刺要为孙兴慜上诉:地球“指紋”指引人類探尋下一個家園

    日期 2019-09-27   來源:新華網 來源:科技日報   作者:實習記者 代小佩  【 】   【打印】   【關閉

    热刺阵容 www.titruw.com.cn   太陽系外是否有生命?尋找這個問題的答案猶如尋覓一座圣杯。

     

      目前,天文學家已發現4000多顆系外行星,研究這些行星的重要目標之一,就是找到另一個適宜人類居住的星球,為未知的將來尋找下一個家園。

     

      加拿大麥吉爾大學物理系教授尼古拉斯·考恩和學生伊芙琳·麥克唐納花了10多年時間觀測地球大氣,探求地球“指紋”。他們表示,在尋找類地系外行星時,可以利用地球“指紋”鎖定目標。日前,他們的研究結果發布在《皇家天文學會月刊》上。

     

      什么是地球“指紋”?為何能幫助我們尋找系外行星上的生命?這種方法可靠嗎?

     

      光譜特征中的生物標志

     

      地球“指紋”是指地球大氣的光譜?!按篤煌煞衷諤囟ㄎ露?、壓強下,會產生獨特的光譜特征?!敝鋅圃鶴轄鶘教煳奶ǜ毖芯吭背鹿嫠嚦萍既氈欽?。

     

      如何獲得大氣光譜?天文學家使用的是凌星法。凌星指的是系外行星從它們的宿主恒星前面經過,導致恒星星光出現跌落。在凌星時刻,恒星的一小部分光線被行星大氣層篩過,行星大氣層中的成分便在光譜中留下了特有的“指紋”?!巴ü冉狹櫳喬昂蟮墓餛?,就可以推測行星大氣中可能存在哪些分子?!蹦暇┐笱煳撓肟占淇蒲аг航淌謚芾裼賂嫠嚦萍既氈欽?。

     

      地球“指紋”中包含了甲烷和臭氧成分,這被稱為生物標志。對此,陳果解釋道:“臭氧和甲烷這兩種分子在自然條件下會產生化學反應,從而導致甲烷或者臭氧減少。所以,除非有外力干預,否則我們不會看到臭氧和甲烷長期穩定地共存。而外力干預的途徑之一,就是存在生命活動產生的生化過程,這一過程能不斷地補充大氣中的臭氧或者甲烷。因此,觀測到臭氧和甲烷共存,是確認某一星球上存在生命特征的途徑之一?!?/p>

     

      如果在大氣的光譜中發現水蒸氣,則可能意味著這個星球具有獨特的溫度、壓強條件,以及液態水存在的可能?!岸幽殼叭死噯現此?,液態水是生命賴以生存的基本條件之一。因此,發現水蒸氣是尋找生命跡象的第一步?!?/p>

     

      同樣,氧氣也是目前人類生存的基本條件之一。若能發現臭氧,則這個星球很可能存在氧氣。臭氧層還能吸收臨近恒星的紫外輻射,這對生物免受過量紫外輻射,維持宜居環境極為重要。

     

      “如果能夠在一顆系外類地行星的‘指紋’中發現類似地球凌日光譜的生物標志,那在很大程度上說明了這個系外類地行星很可能也存在著生命?!背鹿硎?。

     

      尋找路燈下的螢火蟲

     

      知道地球大氣成分并不難,為何我們還要用凌星光譜的方法來獲得其“指紋”?

     

      “正是因為我們不需要凌日光譜就能知道地球大氣成分,才能很好地去驗證凌日、乃至凌星光譜在研究行星大氣組成時的適用性和可靠性?!背鹿?,凌星光譜更多的目的還是在研究系外行星大氣的組成,進而尋找宜居的系外行星。

     

      但這一方法存在局限性。凌星法的本質是研究凌星造成的恒星星光變化?!暗斐珊閾切槍獗浠囊蛩夭喚鮒揮行行譴篤?,還有可能來自恒星本身的活動。就像太陽的黑子、亮斑等,這些都有可能‘污染’測量凌星光譜。此外,凌星光譜局限于研究晨昏線的大氣,并且難以深入到非常底層的大氣層?!背鹿嫠嘸欽?。

     

      周禮勇也談到,系外行星距離地球比較遠,所以當它們掠過宿星表面時,我們很難區分哪一部分光線是從行星大氣中穿透過來的?!澳隳芟胂?,在1000公里以外尋找路燈下的一只螢火蟲有多難嗎?用凌星光譜探測大氣成分比這更難?!?/p>

     

      不過,即使我們在一顆星球的光譜中看到生物標志,也并不能就此斷言其一定存在著生命;看不到“生物標志”,也未必沒有存在生命的可能性。因為生命本身很復雜,適宜生命存在的條件也沒有絕對標準?!爸荒芩盜櫳槍餛贅頤翹峁┝絲繳奐5囊桓鍪詠??!敝芾裼濾?。




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