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奇点科学,外星生物信号

詹姆斯·韦伯望远镜在环绕地球运行时,各地的天文学家可以通过研究大气层,来探索地球生物的生命活动产生的痕迹。例如,植物的光合作用和动物的呼吸会形成一个可监测的循环:植物吸收二氧化碳,释放氧气;动物吸入氧气,呼出二氧化碳。

天文学家将气体的循环过程产生的痕迹称为生物信号,这些信号除了来自植物光合作用产生的氧气外,还可以源自动物释放的甲烷气体。这些气体都会吸收特定波长的光线,产生特定的光谱特征。了解了地球生物在大气中留下的痕迹之后,天文学家就可以分析和对比詹姆斯·韦伯望远镜观测到的数据,从中寻找地外生命的活动痕迹。

勒布说,我们不应该满足于只是寻找氧气或甲烷的痕迹。如果天文学家能在颗行星的大气中同时观测到氧气和甲烷的存在,那么这将是生命存在的一个明显信号。因为甲烷是一种还原性气体,如果行星不能持续产生氧气(通过植物的光合作用等方式),那么随着时间的推移,甲烷会清除掉大气中的氧气

加拿大麦吉尔大学的一个研究小组研究了地球大气的光谱特征,得到了地球“指纹光谱”也就是说,他们得到的这份光谱反映了地球上的水蒸气、甲烷、氧气和二氧化碳这四种气态物质的情况。在研究系外行星的大气层时,天文学家可以把地球的“指纹光谱”作为参考。

文章采集自《奇点科学》杂志  2021.02期  p62

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