超级PK10官方:地球「指紋」指引人類探尋下一個家園

最新资讯 2019年09月24日 15:07

地球「指紋」指引人類探尋下一個家園

地球「指紋」指引人類探尋下一個家園

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什麼是地球「指紋」?∟π?為何能幫助我們尋找系外行星上的生命☆?這種方法可靠嗎﹡?光譜特徵中的生物標誌地球「指紋」是指地球大氣的光譜▽。「大氣不同成分在特定溫度、壓強下∟,會產生獨特的光譜特徵♀。」中科院紫金山天文台副研究員陳果告訴科技日報記者⊿π┊。

如果在大氣的光譜中發現水蒸氣⌒〇,則可能意味着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⊿。「而從目前人類認知來說↑┊,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∵。」

不過﹡△∟,即使我們在一顆星球的光譜中看到生物標誌♀◇,也並不能就此斷言其一定存在着生命;看不到「生物標誌」♀⊙,也未必沒有存在生命的可能性〇?。因為生命本身很複雜△┊,適宜生命存在的條件也沒有絕對標準☆∟。「只能說凌星光譜給我們提供了窺探生命痕迹的一個視角♂。」周禮勇說↑〇。

(實習記者 代小佩)

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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π□,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⌒┊﹡,他們的研究結果發佈在《皇家天文學會月刊》上☆♂♂。

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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恆星前面經過☆⊙▽,導致恆星星光出現跌落↑♂♂。在凌星時刻?,恆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」π▽☆。「通過比較凌星前後的光譜π♀☆,就可以推測行星大氣中可能存在哪些分子♂△。」南京大學天文與空間科學學院教授周禮勇告訴科技日報記者♂∵?。

尋找路燈下的螢火蟲知道地球大氣成分並不難〇?,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♀∴。」陳果說☆,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◇。

太陽系外是否有生命☆∵▽?尋找這個問題的答案猶如尋覓一座聖杯?↑∟。目前⊿∟☆,天文學家已發現4000多顆系外行星♂∵〇,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↑π〇。

「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誌□△π,那在很大程度上說明了這個系外類地行星很可能也存在着生命◇∴⌒。」陳果表示⊙□┊。

但這一方法存在局限性▽♂。凌星法的本質是研究凌星造成的恆星星光變化△。「但造成恆星星光變化的因素不僅只有行星大氣△♀□,還有可能來自恆星本身的活動☆∴。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π♀♂,凌星光譜局限於研究晨昏線的大氣▽▽,並且難以深入到非常底層的大氣層△π〇。」陳果告訴記者↑⊙↑。

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〇。臭氧層還能吸收臨近恆星的紫外輻射↑,這對生物免受過量紫外輻射〇∟,維持宜居環境極為重要∵。

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地球「指紋」中包含了甲烷和臭氧成分♂∵,這被稱為生物標誌♂♂↑。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徵的途徑之一⊙◇∟。」

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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♂⌒∟。「你能想象π⊙?,在1000公里以外尋找路燈下的一隻螢火蟲有多難嗎┊?用凌星光譜探測大氣成分比這更難♂◇。」

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