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光谱特征中的生物标志

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    發表於 2022-6-11 11:50:05 |只看該作者 |倒序瀏覽

    光谱特征中的生物标志

    地球“指纹”是指地球大气的光谱。“大气不同成分在特定温度、压强下,会产生独特的光谱特征。”中科院紫金山天文台副研究员陈果告诉科技日报记者。

    如何获得大气光谱?天文学家使用的是凌星法。凌星指的是系外行星从它们的宿主恒星前面经过,导致恒星星光出现跌落。在凌星时刻,恒星的一小部分光线被行星大气层筛过,行星大气层中的成分便在光谱中留下了特有的“指纹”。“通过比较凌星前后的光谱,就可以推测行星大气中可能存在哪些分子。”南京大学天文与空间科学学院教授周礼勇告诉科技日报记者。

    地球“指纹”中包含了甲烷和臭氧成分,这被称为生物标志。对此,陈果解释道:“臭氧和甲烷这两种分子在自然条件下会产生化学反应,从而导致甲烷或者臭氧减少。所以,除非有外力干预,否则我们不会看到臭氧和甲烷长期稳定地共存。而外力干预的途径之一,就是存在生命活动产生的生化过程,这一过程能不断地补充大气中的臭氧或者甲烷。因此,观测到臭氧和甲烷共存,是确认某一星球上存在生命特征的途径之一。”

    如果在大气的光谱中发现水蒸气,则可能意味着这个星球具有独特的温度、压强条件,以及液态水存在的可能。“而从目前人类认知来说,液态水是生命赖以生存的基本条件之一。因此,发现水蒸气是寻找生命迹象的第一步。”

    同样,氧气也是目前人类生存的基本条件之一。若能发现臭氧,则这个星球很可能存在氧气。臭氧层还能吸收临近恒星的紫外辐射,这对生物免受过量紫外辐射,维持宜居环境极为重要。

    “如果能够在一颗系外类地行星的‘指纹’中发现类似地球凌日光谱的生物标志,那在很大程度上说明了这个系外类地行星很可能也存在着生命。”陈果表示。


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